Vận dụng dạy học theo dự án để phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh trung học phổ thông trong dạy học sinh thái học​

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VŨ THỊ THANH THỦY VẬN DỤNG DẠY HỌC THEO DỰ ÁN ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TRONG DẠY HỌC SINH THÁI HỌC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VŨ THỊ THANH THỦY VẬN DỤNG DẠY HỌC THEO DỰ ÁN ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TRONG DẠY HỌC SINH THÁI HỌC Ngành: Lý luận PPDH Bộ môn Sinh học Mã số: 14 01 11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Văn Hồng THÁI NGUYÊN - 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả Vũ Thị Thanh Thủy ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Văn Hồng tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi học tập, nghiên cứu hoàn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn giảng viên môn Sinh học đại & Giáo dục Sinh học, Ban chủ nhiệm Khoa Sinh - KTNN, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên bạn đồng nghiệp ủng hộ, tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn gia đình người thân động viên, giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập làm luận án! Tác giả Vũ Thị Thanh Thủy iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu .3 Giả thuyết khoa học Đối tượng nghiên cứu, khách thể nghiên cứu giới hạn nghiên cứu Nội dung nghiên cứu .4 Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp luận án Luận điểm đưa bảo vệ Cấu trúc luận án NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Lược sử vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Ở Việt Nam .9 1.2 Cơ sở lý luận 12 1.2.1 Định hướng chung đổi phương pháp dạy học 12 1.2.2 Năng lực lực nghiên cứu khoa học 14 1.2.3 Dạy học theo dự án 31 1.3 Cơ sở thực tiễn 49 1.3.1 Tình hình phát triển lực NCKH trường THPT 49 iv 1.3.2 Thực trạng chung vận dụng PPDH dạy học môn sinh học trường THPT 52 KẾT LUẬN CHƯƠNG 60 Chương 2: VẬN DỤNG DẠY HỌC DỰ ÁN ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TRONG DẠY HỌC SINH THÁI HỌC 61 2.1 Cấu trúc nội dung phần Sinh thái học (Sinh học lớp 12 - THPT) 61 2.1.1 Cấu trúc nội dung phần Sinh thái học (Sinh học lớp 12 hành) 61 2.1.2 Nội dung phần Sinh thái học chương trình Sinh học lớp 12 (Chương trình giáo dục phổ thơng mới- Sinh học 2018) 66 2.2 Thành phần kiến thức 72 2.3 Định hướng phương pháp giảng dạy Sinh học THPT 72 2.4 Nguyên tắc quy trình thiết kế DAHT dạng đề tài NCKH 73 2.4.1 Nguyên tắc thiết kế DAHT dạng đề tài NCKH .73 2.4.2 Hệ thống DAHT phần Sinh thái học - THPT 76 2.4.3 quy trình thiết kế dự án học tập 78 2.4.4 Ví dụ minh họa 83 2.5 Vận dụng DHTDA để phát triển lực NCKH cho học sinh dạy học phần Sinh thái học - THPT 90 2.5.1 Yêu cầu giáo viên học sinh DHTDA 90 2.5.2 Quy trình vận dụng 91 2.5.3 Ví dụ minh họa 99 2.6 Đánh giá lực NCKH HS 106 2.6.1 Nguyên tắc 106 2.6.2 Về kiến thức 106 2.6.3 Về kĩ 108 2.6.4 Về thái độ 116 KẾT LUẬN CHƯƠNG 118 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 119 v 3.1 Mục đích thực nghiệm 119 3.2 Nội dung thực nghiệm 119 3.3 Kế hoạch phương pháp thực nghiệm 120 3.3.1 Kế hoạch thực nghiệm 120 3.3.2 Phương pháp thực nghiệm 120 3.4 Kết thực nghiệm 124 3.4.1 Kết định lượng 124 3.4.2 Kết phân tích định tính 143 KẾT LUẬN CHƯƠNG 145 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 147 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 149 TÀI LIỆU THAM KHẢO 150 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Số lượng trường học, GV HS khảo sát theo khu vực 53 Bảng 1.2 Mức độ sử dụng PPDH dạy học môn Sinh học .54 Bảng 1.3 Mức độ sử dụng hình thức kiểm tra, đánh giá dạy học môn Sinh học 55 Bảng 1.4 Kết điều tra nhận thức DHTDA 56 Bảng 1.5 Thực trạng việc chuẩn bị GV tổ chức DHTD 57 Bảng 1.6 Những khó khăn GV gặp phải tổ chức DHTDA 58 Bảng 1.7 Nhận thức vai trò DHTDA dạy học 59 Bảng 2.1 Danh mục DAHT triển khai chương trình Sinh thái học 77 Bảng 2.2 Dự kiến đánh giá lực NCKH 82 Bảng 2.3 Dự kiến kế hoạch hoạt động DAHT “Khảo sát vi khí hậu khu vực trường THPT X địa bàn Y” 84 Bảng 2.4 Dự kiến kế hoạch hoạt động DAHT “Đánh giá đa dạng sinh học vùng X địa bàn Y” 88 Bảng 3.1 Danh mục chủ đề tiến hành TNSP 119 Bảng 3.2 Danh mục trường THPT thực TNSP 120 Bảng 3.3 Danh mục GV tham gia triển khai TNSP 121 Bảng 3.4 Thời điểm đo nghiệm, công cụ phương pháp đo nghiệm .122 Bảng 3.5 Biểu kĩ tương ứng kĩ NCKH 124 Bảng 3.6 Kết nghiên cứu mức độ đạt kĩ xác định vấn đề nghiên cứu HS GĐ TNSP 125 Bảng 3.7 Kết nghiên cứu mức độ đạt kĩ xác định tên đề tài nghiên cứu HS GĐ TNSP 126 Bảng 3.8 Kết nghiên cứu mức độ đạt kĩ xây dựng giả thuyết khoa học HS GĐ TNSP 128 Bảng 3.9 Kết nghiên cứu mức độ đạt kĩ lập kế hoạch nghiên cứu HS GĐ TNSP 129 vi Bảng 3.10 Kết nghiên cứu mức độ đạt kĩ thu thập liệu nghiên cứu HS GĐ TNSP 130 Bảng 3.11 Kết nghiên cứu mức độ đạt kĩ phân tích tổng hợp liệu nghiên cứu HS GĐ TNSP 132 Bảng 3.12 Kết nghiên cứu mức độ đạt kĩ phê phán, lập luận, viết báo cáo khoa học HS GĐ TNSP 133 Bảng 3.13 Kết chung mức độ đạt kĩ NCKH HS GĐ TNSP 134 Bảng 3.14 Kết kiểm định sai khác điểm trung bình lần kiểm tra kĩ xác định số hành vi NLKH cần đánh giá 135 Bảng 3.15 Kết thu nhận kiến thức HS qua kiểm tra 136 Bảng 3.16 Kết đánh giá tương quan mức độ thu nhận kiến thức phát triển kĩ NCKH HS 137 Bảng 3.17 Kết thực nghiệm đánh giá mức độ đạt thái độ NCKH HS 138 Bảng 3.18 Kết thực nghiệm đánh giá chung mức độ đạt NL NCKH HS 140 Bảng 3.19 Kết kiểm định sai khác điểm trung bình lần kiểm tra kĩ xác định số hành vi NLKH cần đánh giá 141 Bảng 3.20 Bảng tổng hợp số lượng khoảng điểm kiểm tra thực nghiệm đánh giá chung NL NCKH HS 141 Bảng 3.21 Bảng tổng hợp tần suất khoảng điểm kiểm tra thực nghiệm đánh giá chung NL NCKH HS 141 Bảng 3.22 Các tham số thống kê điểm kiểm tra TrTN STN .142 Bảng 3.23 Kết kiểm định sai khác điểm trung bình kiểm tra TTN STN 143 PL4 Tương tác GVHD với nhóm HS thực DAHT Các kĩ thuật, phương pháp, quy trình DHTDA DAHT HS nhóm thực DAHT 10 Ý kiến khác Thầy/Cơ vui lịng đánh giá vai trị DHTDA dạy học TT Vai trị Phát huy tính tự giác, tích cực học tập Phát triển lực hợp tác Phát triển khả tư sáng tạo Phát triển lực giao tiếp xã hội Phát triển lực NCKH Phát triển lực công nghệ thông tin Phát triển lực giải vấn đề Tăng cường tự tin học tập cho HS Tăng khả dạy học phân hóa Góp phần nâng cao kết học tập cho HS 10 Ý kiến khác Thầy/Cơ có kiến nghị thực trạng vận dụng DHTDA GV nay? PL5 Phụ lục b PHIẾU KHẢO SÁT DÀNH CHO HỌC SINH Trong công đổi PPDH diễn mạnh mẽ khắp đất nước ta, khơng có GV đóng góp cơng sức vào cơng mà cịn có tất HS cấp học, bậc học Vì vậy, đề tài nghiên cứu mình, kiến đóng góp em phần tham gia vào thành công đề tài nghiên cứu Bên cạnh đó, ý kiến em phần đóng góp quan trọng vào cơng đổi PPDH diễn Chính lý trên, chúng tơi mong nhận đóng góp em Đối với câu hỏi, em vui lòng đọc kĩ lần từ đầu đến cuối Sau đánh dấu (X) vào phương án phù hợp với suy nghĩ cho biết ý kiến với câu hỏi để trống Chúng xin chân thành cảm ơn! Trong trình tổ chức học Thầy/Cơ em thường hay sử dụng PPDH đây? TT Các PPDH thườ Thuyết trình Trực quan Đàm thoại DHTNN Thực hành, thí nghiệm Dạy học nêu vấn đề Dạy học kiến tạo Dạy học theo dự án Tham quan thực tế PL6 - Các em có hiểu biết DHTDA ? TT Nhận thức DHTDA DHTDA PPDH, người học thực nhiệm vụ học tập phức hợp, có kết hợp lý thuyết thực tiễn Chủ đề DAHT xuất phát từ tình thực tiễn xã hội, thực tiễn nghề nghiệp thực tiễn đời sống Người học tham gia lựa chọn đề tài, nội dung học tập phù hợp với khả hứng thú cá nhân Trong trình thực DAHT chủ yếu nghiên cứu lý thuyết Trong DHTDA, người học cần tự lực tham gia tích cực vào giai đoạn trình dạy học Các DAHT thường thực theo nhóm, có cộng tác làm việc phân công công việc thành viên nhóm Một HS nhóm, sau GV hướng dẫn, có nhiệm vụ hướng dẫn HS khác nhóm Trong DAHT tạo sản phẩm hoạt động thực tiễn thực hành Tạo môi trường học tập tương tác PL7 - Theo em: DHTDA có vai trị quan trọng ? TT Phát huy tính tự giác, tích cực học tập Phát triển lực hợp tác Phát triển khả tư sáng tạo Phát triển lực giao tiếp xã hội Phát triển lực NCKH Phát triển lực công nghệ thông tin Phát triển lực giải vấn đề Tăng cường tự tin học tập cho HS Tăng khả dạy học phân hóa Góp phần nâng cao kết học tập cho HS 10 Ý kiến khác - Em có kiến nghị việc vận dụng DHTDA GV nhà trường nay? PL8 Phụ lục 2: Các phiếu theo dõi nhóm thực DAHT Phiếu 1: DANH SÁCH NHĨM HỌC TẬP Tên nhóm: Lớp Trường DAHT tham gia: Tên đề tài khoa học thực hiện: STT Họ tên Ghi chú: * Trưởng nhóm: phân cơng cơng việc hoạt động nhóm, đại diện kí kết giao nộp hợp đồng, sản phẩm hạn, bảo quản hồ sơ học tập nhóm * Thư kí: lưu trữ, tổng hợp kết hoạt động thành viên nhóm * Báo cáo viên: báo cáo sản phẩm nhóm trước GV lớp * Thành viên: hoạt động theo phân cơng nhóm trưởng * HS ký hợp đồng học tập với GV theo mẫu sau Tên nhóm: DAHT tham gia: Tên đề tài khoa học thực hiện: Trách nhiệm HS Trách nhiệm GV - Đánh giá kết thực dự án HS theo giai đoạn Sản phẩm học tập - Tập san (khơng q 20 trang A4 bao gồm hình ảnh) - Bài báo cáo trình chiếu power point (không 10 phút) - Một loại sản phẩm lên men Hợp đồng lập thành 02 bản, HS giữ 01 bản, GV giữ 01 để thực Học sinh Giáo viên (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Hàng tuần, nhóm phải họp đánh giá hoạt động ghi vào biên làm việc nhóm (theo mẫu sau) PL10 Phiếu BIÊN BẢN LÀM VIỆC NHÓM Thời gian, địa điểm, thành phần Địa điểm: Thời gian: từ đến Ngày .tháng năm Tên nhóm: Số thành viên có mặt: Lớp: Số thành viên vắng mặt Nội dung công việc STT Họ tên Rút kinh nghiệm Thư kí Nhóm trưởng Giáo viên (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) PL11 Phụ lục 3: Một số đề kiểm tra sử dụng trình thực luận án Bài kiểm tra số 1- Đề kiểm tra nội dung kiến thức nghiên cứu Họ tên: Nhóm : Tên dự án tham gia: Nghiên ảnh hưởng việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật đến đa dạng sinh học vùng chuyên canh rau xã Đồng Bẩm, TP Thái Nguyên Câu (5đ) Hãy kể tên loại thuốc BVTV danh mục cho phép nay? Ở vùng chuyên canh rau mà em nghiên cứu có sử dụng thuốc BVTV ngồi danh mục (kể tên cụ thể loại loại danh mục)? Câu (3đ): Ở vùng chuyên canh rau mà em nghiên cứu loài côn trùng vào chiếm ưu thế? Đáp án: Câu (5đ điểm): Kể tên cụ thể số thuốc BVTV danh mục cho phép nay: điểm Kể tên cụ thể số thuốc BVTV vùng chuyên canh rau mà em nghiên cứu (5 loại loại danh mục): điểm Câu (3 điểm) - Tên lồi trùng chiếm ưu thế: 0.5 điểm - Lí chọn lồi lồi trùng chiếm ưu vùng nghiên cứu: 2.5 điểm + Số lượng lồi có mặt vùng, số lượng cá thể loài ưu + Tập tính lồi ưu + Thiết lập lưới chuỗi thức ăn liên quan đến loài ưu Câu (7đ): Trình bày ngắn gọn phương pháp NCKH em sử dụng đề tài nhóm - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: điểm PL12 - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: điểm Bài kiểm tra số - Đề kiểm tra giai đoạn trước thực nghiệm Trong chương trình Sinh thái học - sinh học em tìm hiểu vấn đề sau: 1: SINH VẬT VÀ MÔI TRƯỜNG 2: HỆ SINH THÁI 3: CON NGƯỜI, DÂN SỐ VÀ MÔI TRƯỜNG 4: BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Kết hợp với quan sát, tìm hiểu thực tiễn em thử đề xuất đề tài NCKH dựa nội dung Cụ thể xác định 1- Vấn đề nghiên cứu 2- Tên đề tài NC 3- Giả thuyết NC khoa học Đáp án: chấm theo bảng đánh giá kĩ NCKH 2.5 2.7 chương PL13 Phụ lục 4: Một số hình ảnh ghi lại trình thực nghiệm sư phạm Một số hình ảnh HS trình thực đề tài NCKH: Nghiên ảnh hưởng việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật đến đa dạng sinh học vùng chuyên canh rau thuộc phường Sơn Cẩm, TP Thái Nguyên PL14 PL15 Một số hình ảnh HS trình thực đề tài DAHT: Khảo sát vi khí hậu địa phương ...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VŨ THỊ THANH THỦY VẬN DỤNG DẠY HỌC THEO DỰ ÁN ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TRONG DẠY HỌC SINH THÁI HỌC... trên, chọn đề tài nghiên cứu ? ?Vận dụng dạy học theo dự án để phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh trung học phổ thông dạy học Sinh thái học? ?? Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng DAHT dang đề... dạy học môn sinh học trường THPT 52 KẾT LUẬN CHƯƠNG 60 Chương 2: VẬN DỤNG DẠY HỌC DỰ ÁN ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TRONG DẠY