8. Cấu trúc của luận văn
2.3.3. Xây dựng và sử dụngbài tập thực nghiệm để phát triển năng lực thực
học 10
2.3.3.1. Nguyên tắc tuyển chọn và xây dựng bài tập thực nghiệm
Bài tập thực nghiệm cần đáp ứng các nguyên tắc chung của bài tập để sử dụng trong dạy học như: tính chính xác khoa học; đảm bảo mục tiêu dạy học … ngoài ra việc xây dựng bài tập thực nghiệm theo hướng phát triển năng lực thực hành, thí nghiệm cho học sinh cần phải đảm bảo nguyên tắc:
- Hệ thống bài tập thực nghiệm phải góp phần thực hiện được mục tiêu môn học, đặc biệt là phát triển năng lực thí nghiệm, thực hành cho học sinh.
- Hệ thống bài tập thực nghiệm phải đảm bảo tính chính xác, khoa học về kiến thức lí thuyết.
- Hệ thống bài tập thực nghiệm phải đảm bảo tính hệ thống, tính đa dạng. - Hệ thống bài tập thực nghiệm phải đảm bảo tính vừa sức và có tính phát triển với học sinh.
- Hệ thống bài tập thực nghiệm phải củng cố kiến thức và rèn luyện kĩ năng thực hành, thí nghiệm cho học sinh.
- Hệ thống bài tập thực nghiệm phải phù hợp với thực tiễn dạy học ở các trường phổ thông.
- Hệ thống bài tập thực nghiệm phải phát huy tích cực, chủ động, sáng tạo nhằm phát triển năng lực thí nghiệm, thực hành cho học sinh.
Quy trình xây dựng bài tập thực nghiệm được tóm tắt bằng bảng sau:
Bảng 2.3. Quy trình xây dựng bài tập thực nghiệm
Bước 1 Xác định mục tiêu tổng quát của chương trình môn học, của chương và mục tiêu cụ thể ở mỗi bài học
Bước 2
Xác định các kiến thức, kĩ năng thực nghiệm có thể xây dựng thành
bài tập thực nghiệm để tổ chức hoạt động học tập cho học sinh Bước 3 Xác định loại bài tập thực nghiệm và hình thức thực hiện bài tập
thực nghiệm sẽ được xây dựng
Bước 4 Thiết kế bài tập thực nghiệm dựa trên các nguyên tắc đã đề ra Bước 5 Sắp xếp bài tập thực nghiệm thành hệ thống phù hợp với logic dạy
học
Phân tích quy trình
Bước 1: Xác định mục tiêu tổng quát của chương trình môn học, của chương và mục tiêu cụ thể ở mỗi bài học.
Để xây dựng được các bài tập thực nghiệm cho mỗi bài học, trước tiên giáo viên cần nghiên cứu mục tiêu tổng quát của chương trình môn học, của cả chương rồi đến mục tiêu cụ thể của từng bài học xêm học sinh cần đạt được yêu cầu gì về kiến thức, về kĩ năng, từ đó giáo viên dự kiến những nội dung nào của bài học có thể xây dụng thành bài tập thực nghiệm để tổ chức hoạt động học tập cho học sinh. Chẳng hạn mục đích của việc xây dựng hệ thống bài tập thực nghiệm phần sinh học tế bào - sinh học 10 nhằm củng cố kiến thức và phát triển năng lực thực hành, thí nghiệm cho học sinh.
Bước 2: Xác định các kiến thức, kĩ năng thực nghiệm có thể xây dựng thành bài tập thực nghiệm để tổ chức hoạt động học tập cho học sinh.
1. Bài tập kiểm tra được kiến thức, kĩ năng gì?
2. Loại bài tập đó là định lượng, định tính hay thực nghiệm? 3. Bài tập có liên quan đến kiến thức cũ và mới không?
4. Bài tập có phù hợp và hình thành năng lực gì của học sinh? 5. Bài tập có kết hợp với thực nghiệm được không?
6. Bài tập có thỏa mãn mục tiêu, phương pháp của thầy không?
Việc xác định nội dung các kiến thức, các kĩ năng thực nghiệm ở mỗi bài là cơ sở để xây dựng bài tập thực nghiệm, đảm bảo cho việc thực hiện mục tiêu bài học, gắn lý thuyết và thực nghiệm. Do đó, cần xác định, lựa chon các kiến thức Sinh học có thể nghiên cứu bằng thực nghiệm và các kĩ năng tiến hành hoạt động thực nghiệm tương ứng cần rèn luyện, phát triển cho học sinh để xây dựng thành bài tập thực nghiệm.
Bước 3: Xác định loại bài tập thực nghiệm và hình thức thực hiện bài tập thực nghiệm sẽ được xây dựng.
Khi xây dựng bài tập thực nghiệm cần phải trả lời được các câu hỏi: 1. Bài tập thực nghiệm đó được xây dựng nhằm mục đích gì?
2. Điều kiện để thực hiện bài tập đó? 3. Thời điểm sử dụng bài tập đó?
4. Bài tập thực nghiệm dự đinh để tổ chức trên lớp hay giao về nhà cho học sinh?
Bước 4: Thiết kế bài tập thực nghiệm dựa trên các nguyên tắc đã đề ra. Thu thập và tham khảo các tài liệu liên quan đến hệ thống bài tập thực nghiệm như: SGK, sách bài tập, các sách tham khảo, báo, tạp chí khoa học... Bài tập thực nghiệm có cấu trúc gồm 2 phần: các dữ kiện và các yêu cầu. Do đó, để có thể mã hóa kiến thức, kĩ năng đã xác định ở bước 3 thành bài tập thực nghiệm có giá trị, cần thực hiên theo logic sau:
Xác định các yêu cầu và mức độ của từng yêu cầu cần đưa ra trong bài tập để học sinh thực hiện phân tích mỗi liên hệ giữa yêu cầu của bài tập với HS để xác định các dữ kiện cần cho trong bài tập lựa chọn các dữ kiện và mức độ từng dữ kiện cần cho trước trong bài tập xác định hình thức thể hiện các dữ kiện trong bài tập diễn đạt các yêu cầu của bài tập ở mức độ phù hợp với mục tiêu đã đặt ra.
Bước 5: Sắp xếp bài tập thực nghiệm thành hệ thống phù hợp với logic dạy học.
- Soạn và sắp xếp các kiểu bài tập theo mức độ nhân biết của học sinh (Biết, thông hiểu và vận dụng).
- Bổ sung các dạng bài tập còn thiếu hoặc những nội dung còn ít thể hiện trong SGK và sách bài tập.
- Biến đổi các bài tập trong SGK, sách bài tập cho phù hợp với điều kiện và trình độ của học sinh.
- Xây dựng các phương pháp giải quyết bài tập.
Ví dụ, vận dụng quy trình xây dựng bài tập thực nghiệm nêu trên vào việc xây dựng bài tập thực nghiệm trong dạy học bài Thực hành, Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh.
Bước 1: Xác định mục tiêu bài học Học xong bài này học sinh cần:
- Biết cách làm tiêu bản tạm thời của tế bào thực vật để quan sát hình dạng tế bào.
- Quan sát được các thành phần chính của tế bào, hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh củng cố kiến thức về sự trao đổi chất qua màng tế bào.
- Làm được thí nghiệm quan sát hiện tượng co và phản co nguyên sinh ở tế bào thực vật, củng cố kiến thức về sự trao đổi chất qua màng tế bào.
- Rèn luyện kĩ năng sử dụng kính hiển vi quang học.
- Rèn cho học sinh tính cẩn thận, tỉ mỉ trong thao tác thí nghiệm.
Bước 2: Xác định lựa chọn các kiến thức, kĩ năng thực nghiệm của bài học có thể xây dựng thành bài tập thực nghiệm để tổ chức hoạt động học tập cho học sinh.
Trong bài Thực hành: Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh, chúng tôi xác định kiến thức, kĩ năng thực hành cần xây dựng thành bài tập để tổ chức cho học sinh như sau:
- Về kiến thức: Co nguyên sinh là khi đặt tế bào thực vật trong dung dịch ưu trương thì tế bào bị mất nước và khối tế bào chất bị co lại, nhăn nhúm và tách
ra khỏi thành tế bào. Khi đặt tế bào trong dung dịch nhược trương thì do nồng độ dịch bào cao hơn nên đã hút nước từ ngoài vào làm nguyên sinh chất trương phồng trở lại như lúc đầu, đó là hiện tượng phản co nguyên sinh.
- Về kĩ năng: Kĩ năng đề xuất, phân tích phương án thí nghiệm; kĩ năng tiến hành thao tác thí nghiệm; kĩ năng sử dụng kính hiển vi và kĩ năng làm tiêu bản hiển vi; kĩ năng làm báo cáo và trình bày báo cáo thí nghiệm.
Bước 3: Xác định loại bài tập thực nghiệm và hình thức thực hiện bài tập thực nghiệm.
Căn cứ vào kiến thức, kĩ năng thực nghiệm của bài học, cần xây dựng thành bài tập để tổ chức cho học sinh; căn cứ vào thực tiễn dạy học, loại bài tập thực nghiệm trong bài học này chúng tôi xây dựng gồm bài tập về phương án thực nghiệm; bài tập tiến hành thực nghiệm và giải thích kết quả thực nghiệm.
Bước 4: Thiết kế bài tập thực nghiệm dựa trên các nguyên tắc đã đề ra. Trên cơ sở của các bước 1,2,3 chúng tôi mã hóa các kiến thức, kĩ năng thực nghiệm trong bài Thực hành: Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh, thành tập sau đây:
Bài tập: Cho các nguyên vật liệu và dụng cụ, thiếp bi sau: lá thài lài tía hoặc củ hành tươi, kính hiển vi với các vật kính 10X, 40X, lam kính, lamen, lưỡi dao cạo râu (hoặc kim mũi mác), ống nhỏ giọt, cốc thủy tinh, đĩa đồng hồ, giấy thấm, nước cất, dung dịch muối hoặc đường loãng (nồng độ muối 5%, 10%, 15% hoặc nồng độ đường 5%, 10%, 15%, 20%)
a. Với các dụng cụ, thiết bị và nguyên vật liệu trên hãy thiết kế quy trình tiến hành thí nghiệm để quan sát hiện tượng co và phản co nguyên sinh. Giải thích ý nghĩa của từng bước trong quy trình?
b. Với các dụng cụ, thiết bị và nguyên vật liệu trên hãy thiết kế quy trình tiến hành thí nghiệm để điều khiển sự đóng mở khí khổng. Giải thích ý nghĩa của từng bước trong quy trình?
c. Giải thích hiện tượng co và phản co nguyên sinh? Cho biết lỗ khí khổng đóng hay mở phụ thuộc vào yếu tố nào?
d. Hãy tiến hành thí nghiệm, báo cáo kết quả thí nghiệm? vẽ hình tế bào ở các giai đoạn khác nhau của quá trình co nguyên sinh quan sát được dưới kính hiểm vi? Trả lời câu hỏi nêu trong bài?
Bước 5: Sắp xếp bài tập thực nghiệm thành hệ thống phù hợp với logic và theo mục đích dạy học.
Thứ tự các bài tập thực nghiệm như trình bày ở bước 4 chính là đã được sắp xếp theo logic thứ tự bài học. Tuy nhiên, khi sử dụng từng yêu cầu trong mỗi bài tập giáo viên cần sử dụng phù hợp, linh hoạt tùy theo mục đích và thực tiễn dạy học của mỗi giáo viên.
2.3.3.3. Nguyên tắc sử dựng bài tập thực nghiệm
- Phải phù hợp với mục đích sử dung. Bài tập thực nghiệm được sử dụng trong tất cả các khâu của quá trình dạy học. Tuy nhiên, ở mỗi khâu cụ thể của quá trình dạy học, việc lựa chọn và sử dụng bài tập thực nghiệm phải phù hợp với mục đích, với logic bài học và logic nhận thức của học sinh. Đồng thời, cần xác định bài tập thực nghiệm được sử dụng nhằm phát triển những năng lực thành phần nào của năng lực thực hành, thí nghiệm.
- Đảm bảo học sinh phải trực tiếp tham gia vào thực hiện các yêu cầu của bài tập. Để năng lưc thực nghiệm của mỗi cá nhân học sinh được hành thành và phát triển thì mỗi học sinh phải trực tiếp thực hiện các yêu cầu của bài tập. Để đảm bảo được nguyên tắc này, người giáo viên cần xác định rõ phương pháp, kĩ thuật sử dụng bài tập thực nghiệm nhằm phát huy được hứng thú, tính tích cực học tập của từng học sinh trong việc thực hiện các yêu cầu của bài tập thực nghiệm.
- Phải phù hợp với thực tiễn dạy học: Có những bài tập thực nghiệm để thực hiện được đòi hỏi cần có những đáp ứng nhất định về trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất, mẫu vật cũng như thời gian để thực hiện. Do đó, khi lựa chọn sử dụng bài tập thực nghiệm trong dạy học giáo viên cần căn cứ vào điều kiện thực tiễn và quý thời gian của tiết học, cũng như quý thời gian tự học của học sinh.
- Sử dụng bài tập thực nghiệm trong dạy học để phát triển năng lực thực hành thí nghiệm cho học sinh phải gắn với đổi mới kiểm tra đánh giá. Sử dụng
bài tập thực nghiệm trong dạy học để phát triển năng lực thí nghiệm, thực hành cho học sinh là bước chuyển từ tiếp cận mục tiêu nội dung kiến thức sang tiếp cận mục tiêu hình thành và phát triển năng lực người học. Do đó, để việc sử dụng bài tập thực nghiệm có hiệu quả, đạt được mục tiêu thì bên cạnh đó phải là đổi mới về kiểm tra, đánh giá, chuyển từ việc đánh giá chủ yếu là nội dung tri thức người học đạt được sang việc đánh giá mức độ năng lực học sinh đạt được, từ đánh giá kết quả học tập sang đánh giá quá trình thực hiện nhiệm vụ, quá trình học tập của người học. Việc đổi mới kiểm tra, đánh giá sẽ góp phần quan trọng tác động đến ý thức, thái độ, tính tích cực học tập và định hướng được mục tiêu mà người học cần đạt đến - hình thành và phát triển năng lực của người học.
2.3.3.4. Định hướng sử dụng bài tập thực nghiệm
- Sử dụng bài tập thực nghiệm linh hoạt vào tất cả các khâu của quá trình dạy học. Thực tiễn dạy học và việc bố trí các bài thực hành, thí nghiệm trong SGK hiện nay cho thấy thực hành, thí nghiệm được sử dụng chủ yếu để củng cố cho những kiến thức mà học sinh đã được học trước đó. Tuy nhiên, mỗi khâu của quá trình dạy học đều có một vai trò quan trọng và có mối quan hệ với kiến thức, kĩ năng thực nghiệm nhất định. Do đó, cần sử dụng bài tập thực nghiệm linh hoạt vào tất cả các khâu của quá trình dạy học.
- Sử dụng đa dạng các loại bài tập thực nghiệm trong dạy học. Để phát triển năng lực thực hành, thí nghiệm cần sử dụng đa dạng các bài tập thực nghiệm (bài tập về hình thành giả thuyết thực nghiệm, bài tập về phương án thực nghiệm, bài tập tiến hành thực nghiệm và thu thập kết quả thực nghiệm, bài tập phân tích kết quả thực nghiệm và rút ra kết luận) để phát triển đầy đủ các năng lực thành phần cấu thành năng lực thực nghiệm.
- Tăng cường giao các bài tập thực nghiệm cho học sinh nghiên cứu ở nhà. Thời lượng để tổ chức các bài thực hành, thí nghiệm theo quy định là rất hạn chế,
trong khi đó, quá trình thực nghiệm theo tiếp cận phát triển năng lực cho người học đòi hỏi cần có thời gian nhất định để HS nghiên cứu (từ khâu hình thành giả thuyết thực nghiệm đến thiết kế phương án thực nghiệm, tiến hành thực nghiệm, thu thập thông tin để kiểm chứng giả thuyết). Phần lớn giáo viên gặp khó khăn về thời gian trong việc sử dụng các bài tập thực nghiệm ở trên lớp do khoảng thời gian hữu hạn của tiết học. Do đó, việc tăng cường giao các bài tập thực nghiệm cho học sinh nghiên cứu ở nhà sẽ khắc phục được phần nào khó khăn về mặt thời gian. Việc giao các bài tập thực nghiệm cho học sinh nghiên cứu ở nhà cần được thực hiện linh hoạt (giao bài tập cho học sinh trước hoặc sau khi diễn ra bài học liên quan đến nội dung thực nghiệm).
2.3.3.5. Gợi ý kiểm tra quá trình học sinh thực hiện các yêu cầu của bài tập thực nghiệm
Để kiểm tra quá trình học sinh thực hiện các yêu cầu của bài tập thực nghiệm (đối với cả bài tập thực hiện trên lớp và bài tập về nhà cho học sinh thực hiện) giáo viên cần có công cụ, cách thức để thực hiện công việc trên có hiệu quả. Trên cơ sở đó, chúng tôi gợi ý một số công cụ, minh chứng và cách thức để giáo viên có thể kiểm tra quá trình học sinh thực hiện các yêu cầu của bài tập thực nghiệm như sau:
Công cụ và minh chứng để kiểm tra
- Vở bài tập thực nghiệm bộ môn. Mỗi học sinh có 1 quyển vở bài tập thực nghiệm để ghi lại kết quả cá nhân đã thực hiện các yêu cầu của bài tập thực nghiệm được giao trong quá trình học tập bộ môn cũng như những câu hỏi thắc mắc, ý kiến trao đổi, những đề xuất của cá nhân sau mỗi bài tập thực nghiệm.
- Bản báo cáo thu hoạch của cá nhân, của nhóm.
- Các sản phẩm là ảnh chụp, video, các mẫu phiếu quan sát, ghi chép, thu