Giải thích quy trình:
Bước 1: Quan sát và xác định vấn đề nghiên cứu: HS chỉ ra đƣợc bản
chất của sự vật, hiện tƣợng và mối quan hệ với các sự vật, hiện tƣợng khác. Từ đĩ đặt câu hỏi nghiên cứu dựa vào kiến thức, kinh nghiệm của HS.
Các bƣớc thực hiện:
- Quan sát sự vật, hiện tƣợng để phát hiện bản chất của sự vật, hiện tƣợng. - Huy động vốn kiến thức đã biết về sự vật, hiện tƣợng đĩ.
- Tƣ duy để tìm ra mối quan hệ giữa các sự vật, hiện tƣợng theo logic khoa học để tìm ra kiến thức mới, qua đĩ nhận ra vấn đề nghiên cứu.
Bƣớc 1. Quan sát và xác định vấn đề nghiên cứu
Bƣớc 2. Đặt câu hỏi nêu vấn đề Bƣớc 3. Nêu giả thuyết nghiên cứu
Bƣớc 4. Nghiên cứu tài liệu Bƣớc 5. Thiết kế thí nghiệm
Bƣớc 6. Kết luận vấn đề nghiên cứu
Bƣớc 7. Viết báo cáo và thuyết trình
Nếu giả thuyết bị bác
- Đặt tên vấn đề nghiên cứu. Tên vấn đề nghiên cứu phải rõ ràng, chứa mục tiêu nghiên cứu; cĩ thể chỉ ra phƣơng tiện thực hiện mục tiêu, mơi trƣờng chứa đựng mục tiêu.
Bước 2: Đặt câu hỏi nêu vấn đề: Đặt câu hỏi nêu vấn đề nhằm tìm ra
mối quan hệ bản chất và mâu thuẫn giữa kiến thức HS đã biết và kiến thức chƣa biết để tìm ra cách giải quyết vấn đề nghiên cứu. Câu hỏi đặt ra phải đơn giản, cụ thể, rõ ràng, xác định giới hạn, phạm vi nghiên cứu và cĩ khả năng thực hiện đƣợc thí nghiệm để kiểm chứng.
Các bƣớc thực hiện:
- Tìm ra mối quan hệ bản chất giữa kiến thức HS đã biết và kiến thức chƣa biết.
- Đặt câu hỏi nêu vấn đề.
Bước 3: Nêu giả thuyết nghiên cứu: HS hình thành ý tƣởng, tìm ra câu
trả lời hoặc sự giải thích vấn đề chƣa biết (đặt giả thuyết) để hình thành cơ sở lý luận cho vấn đề nghiên cứu.
Các bƣớc thực hiện:
- Xem xét bản chất chung và riêng của sự vật, hiện tƣợng; xác định mối quan hệ của chúng.
- Đƣa ra các nhận định sơ bộ, các phỏng đốn, luận điểm cần chứng minh về vấn đề nghiên cứu.
Bước 4: Nghiên cứu tài liệu: HS cần chọn đƣợc căn cứ chặt chẽ và cĩ
thêm kiến thức rộng, sâu về vấn đề đang nghiên cứu, đồng thời đề xuất phƣơng pháp thực nghiệm thích hợp.
Các bƣớc thực hiện:
- Thu thập nguồn tài liệu liên quan tới vấn đề nghiên cứu. - Phân tích, tổng hợp, hệ thống hĩa các tài liệu.
- Đƣa ra cơ sở lý thuyết của vấn đề nghiên cứu.
Bước 5: Thiết kế thí nghiệm (bước này cĩ thể khơng sử dụng trong một số nghiên cứu): Trong bƣớc này, HS cần tiến hành các cơng việc sau:
Xác định mục tiêu thí nghiệm: HS chỉ ra những sản phẩm dự kiến đạt đƣợc trong thí nghiệm và phân tích, chỉ rõ kết quả thí nghiệm, các thao tác kĩ thuật cần đạt đƣợc qua thí nghiệm.
Chuẩn bị các yêu cầu của thí nghiệm: Chuẩn bị nguyên liệu, dụng
cụ, hĩa chất thí nghiệm.
Thao tác thí nghiệm: HS cần làm thành thạo các bƣớc thí nghiệm và giải thích đƣợc cơ sở khoa học của từng thao tác.
Quan sát hiện tượng và giải thích kết quả của thí nghiệm: HS quan sát, ghi chép và thu thập dữ liệu để giải thích kết quả thu đƣợc.
Tổng kết đánh giá – thu hoạch thí nghiệm: HS đƣa ra đánh ra đánh giá, nhận xét tổng kết về bài thực hành và ý thức hoạt động nhĩm.
Các bƣớc thực hiện:
- Xác định vị trí của bài thực hành trong cấu trúc nội dung chƣơng trình. - Xác định nội dung cơ bản của bài thực hành.
- Đƣa ra mục tiêu của bài thực hành.
- GV lựa chọn hoặc hƣớng dẫn HS lựa chọn các mẫu vật, dụng cụ, hĩa chất thích hợp để tiến hành đƣợc các thí nghiệm.
- GV hƣớng dẫn hoặc gợi ý để HS làm thí nghiệm. - HS thu thập dữ liệu, ghi chép những gì quan sát đƣợc.
- GV đƣa ra các câu hỏi gợi ý giúp HS giải thích kết quả thu đƣợc. - HS nhận xét, đánh giá thành viên trong nhĩm và các nhĩm đánh giá, nhận xét lẫn nhau căn cứ vào ý thức hoạt động nhĩm, ý thức thực hành và đƣa ra nhận xét chung về bài thực hành thí nghiệm.
Bước 6: Kết luận vấn đề nghiên cứu: HS cần nêu đƣợc kết quả của quá trình nghiên cứu.
Các bƣớc thực hiện:
- HS so sánh kết quả thực nghiệm thu đƣợc với giả thuyết ban đầu (trùng lặp hay sai khác với giả thuyết).
- Đƣa ra kết luận về vấn đề nghiên cứu. Nếu giả thuyết đƣợc xác nhận thì tiếp tục bƣớc 7, nếu giả thuyết bị bác bỏ quay lại bƣớc 3.
Bước 7: Viết báo cáo và thuyết trình: HS trình bày khái quát tồn bộ sự
kiện, thành tựu và vấn đề liên quan tới vấn đề nghiên cứu, giải thích đƣợc các nội dung cơ bản của vấn đề nghiên cứu.
Các bƣớc thực hiện:
- Nêu các yêu cầu của một bài báo cáo theo phƣơng pháp NCKH.
- Sắp xếp các sự kiện, viết thành bài báo cáo theo phƣơng pháp NCKH hồn chỉnh.
- Thuyết trình bài báo cáo trƣớc lớp. - Trao đổi, thảo luận, nhận xét. - GV tổng kết chung.
1.2.3. Năng lực và năng lực nghiên cứu khoa học
1.2.3.1. Khái niệm năng lực
Cĩ rất nhiều tác giả nƣớc ngồi đã định nghĩa khái niệm “năng lực” (dẫn theo Tài liệu tập huấn chƣơng trình phát triển giáo dục trung học, Bộ Giáo dục và đào tạo, 2014) [3, tr. 44]:
Theo P.A. Rudich, năng lực là tính chất tâm, sinh lí của con ngƣời chi phối quá trình tiếp thu các kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo và hiệu quả thực hiện một hoạt động nhất định.
Gerard và Roegiers (1993) đã coi năng lực là một tích hợp những kĩ năng cho phép nhận biết một tình huống và đáp ứng với tình huống đĩ một cách thích hợp và một cách tự nhiên.
De Ketele (1995) cho rằng, năng lực là tập hợp trật tự các kĩ năng (các hoạt động) tác động lên một nội dung trong một loại tình huống cho trƣớc để giải quyết các vấn đề do tình huống này đặt ra.
Xavier Roegiers (1996) quan niệm rằng, năng lực là vấn đề tích hợp ở chỗ nĩ bao hàm cả những nội dung, hoạt động cần thực hiện và những tình huống trong đĩ diễn ra các hoạt động.
Theo John Erpenbeck, năng lực đƣợc tri thức làm cơ sở, đƣợc sử dụng nhƣ khả năng, đƣợc quy định bởi giá trị, đƣợc tăng cƣờng qua kinh nghiệm và đƣợc hiện thực hĩa qua chủ định.
Weitnert (2001) cho rằng năng lực là những khả năng, kĩ xảo học đƣợc hoặc sẵn cĩ của cá thể nhằm giải quyết những tình huống xác định, cũng nhƣ sự sẵn sàng về động cơ, xã hội và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách cĩ trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt.
Nhiều tác giả trong nƣớc cũng đã đƣa ra định nghĩa về năng lực:
Phạm Minh Hạc (1992) định nghĩa: “Năng lực chính là một tổ hợp các đặc điểm tâm lý của một con ngƣời (cịn gọi là tổ hợp thuộc tính tâm lý của một nhân cách), tổ hợp đặc điểm này vận hành theo một mục đích nhất định tạo ra kết quả của một hoạt động nào đấy” [9, tr. 145].
Theo Ngơ Văn Hƣng (2012), năng lực là khả năng thực hiện cĩ hiệu quả và trách nhiệm các hành động, giải quyết đƣợc các nhiệm vụ, các vấn đề thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trong những tình huống khác nhau trên cơ sở hiểu biết về kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng nhƣ sự sẵn sàng hành động [18, tr. 359-370].
Tác giả Nguyễn Cơng Khanh (2013) cho rằng năng lực cĩ cấu trúc phức tạp, song những thành tố cơ bản của nĩ chỉ gồm: tri thức, kĩ năng, thái độ và tình cảm [19, tr. 1-5].
Một số tác giả khái quát khái niệm năng lực dựa trên sự lựa chọn loại dấu hiệu khác nhau, cĩ thể phân làm hai nhĩm chính (dẫn theo Nguyễn Xuân Qui, 2005) [25, tr. 146-152]:
Nhĩm lấy dấu hiệu tố chất tâm lý để định nghĩa. Ví dụ: “Năng lực là một thuộc tính tích hợp của nhân cách, là tổ hợp các đặc tính tâm lí của cá nhân phù hợp với những yêu cầu của một hoạt động xác định, đảm bảo cho hoạt động đĩ cĩ kết quả tốt đẹp”.
Nhĩm lấy dấu hiệu về các yếu tố tạo thành khả năng hành động để định nghĩa. Ví dụ: “Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm,
kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và cĩ hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống”. Hoặc “Năng lực là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng, thái độ và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực hiện thành cơng nhiệm vụ hoặc giải quyết hiệu quả vấn đề đặt ra của cuộc sống”. Theo các định nghĩa trên, năng lực gồm 3 thành tố cơ bản, đĩ là: kiến thức, kĩ năng và thái độ.
Tác giả Đinh Quang Báo và cộng sự (2013) lại phân chia định nghĩa năng lực thành 3 nhĩm chính [2, tr. 16-37]. Nhĩm thứ nhất, lấy dấu hiệu tố chất tâm lí để định nghĩa. Các định nghĩa theo nhĩm này đều khẳng định năng lực là một phẩm chất của nhân cách. Nhĩm thứ hai dựa vào thành phần cấu trúc của năng lực để định nghĩa năng lực. Các định nghĩa theo nhĩm này đều khẳng định năng lực đƣợc cấu thành từ các kĩ năng. Ví dụ: “Năng lực là tập hợp trật tự các kĩ năng tác động lên các nội dung trong một loại tình huống cho trƣớc để giải quyết vấn đề do tình huống này đặt ra” [20, tr. 15]. Nhĩm thứ ba dựa vào nguồn gốc hình thành nên năng lực để định nghĩa năng lực. Các định nghĩa của nhĩm này đều khẳng định năng lực đƣợc hình thành từ các hoạt động và thơng qua hoạt động thì năng lực mới hình thành và phát triển.
Tác giả Nguyễn Thị Lan Phƣơng (2014) [24, tr. 13-15] định nghĩa năng lực nhƣ sau: “Năng lực là khả năng kết hợp kiến thức, kĩ năng (nhận thức và thực hành), thái độ, động cơ, cảm xúc, đạo đức để thực hiện các nhiệm vụ học tập trong bối cảnh, tình huống thực tiễn cĩ hiệu quả”. Khái niệm này cũng chỉ ra năng lực gồm 3 thành tố cơ bản, đĩ là: kiến thức, kĩ năng và thái độ. Việc sử dụng khái niệm năng lực trên sẽ thuận lợi trong việc rèn luyện cũng nhƣ việc đánh giá sự phát triển năng lực NCKH.
Hầu hết các tác giả đều cho rằng cĩ nhiều cách phân loại năng lực nhƣng cách phổ biến nhất là phân chia năng lực thành 2 loại là năng lực chung và năng lực chuyên biệt [6; tr. 23 - 27]. Năng lực chung là năng lực cơ bản, thiết yếu mà bất kỳ một ngƣời nào cũng cần cĩ để sống, học tập và làm việc. Năng lực đặc thù mơn học (theo tính chuyên biệt của từng mơn) là năng
lực mà mơn học đĩ cĩ ƣu thế hình thành và phát triển (do đặc điểm của mơn học quy định). Chƣơng trình giáo dục phổ thơng tổng thể của Bộ GD&ĐT cũng phân loại năng lực thành 2 nhĩm là năng lực chung và năng lực chuyên biệt [4; tr. 9-10]. Năng lực chung bao gồm 8 năng lực cốt lõi là năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực thẩm mỹ, năng lực thể chất, năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác, năng lực tính tốn, năng lực sử dụng cơng nghệ thơng tin và truyền thơng (ICT). Năng lực chuyên biệt là năng lực đặc thù cho từng mơn học.
Về năng lực đặc thù mơn Sinh học ở trƣờng phổ thơng, tác giả Phan Thị Thanh Hội, Trần Khánh Ngọc (2014) cho rằng, các năng lực chuyên ngành Sinh học mà HS cần đạt đƣợc đĩ là: năng lực kiến thức Sinh học; năng lực NCKH (gồm năng lực quan sát, năng lực thực nghiệm) và năng lực thực hiện trong phịng thí nghiệm [16, tr. 151-161].
Căn cứ tổng quan các nghiên cứu về định nghĩa năng lực và dựa trên
mục đích của đề tài, chúng tơi khái quát khái niệm năng lực nhƣ sau: Năng
lực là khả năng phối hợp kiến thức, kỹ năng, thái độ của người học để thực hiện các nhiệm vụ học tập hoặc giải quyết các vấn đề thực tiễn cĩ hiệu quả.
1.2.3.2. Khái niệm năng lực nghiên cứu khoa học
Tác giả Šeberová Alena cho rằng, năng lực NCKH là một hệ thống mở và khơng ngừng phát triển, bao gồm các kiến thức trong lĩnh vực nghiên cứu, các thái độ và sự sẵn sàng của cá nhân cho phép giáo viên thực hiện một nghiên cứu giáo dục trong khuơn khổ hoạt động nghề nghiệp của họ (dẫn theo Trần Thị Thanh Xuân, 2016) [33, tr. 32].
Theo tác giả Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hội (2016) [29, tr. 57], năng lực NCKH nghĩa là hiểu biết và sử dụng đƣợc các nguyên lí của phƣơng pháp NCKH, áp dụng đƣợc các phƣơng pháp thực nghiệm để giải quyết các vấn đề khoa học.
Theo tác giả Trần Thị Thanh Xuân (2016), năng lực NCKH của học sinh phổ thơng là sự làm chủ những hệ thống kiến thức khoa học, kĩ năng
NCKH, thái độ khoa học và vận hành chúng một cách hợp lý để thực hiện thành cơng nhiệm vụ nghiên cứu nhằm tạo ra sản phẩm trong quá trình học tập ở trƣờng phổ thơng [33, tr. 33].
Tổng hợp các tài liệu chúng tơi cho rằng, năng lực NCKH là khả năng
phối hợp kiến thức, kỹ năng, thái độ của người học để thực hiện thành cơng nhiệm vụ nghiên cứu nhằm tạo ra sản phẩm trong quá trình học tập ở trường phổ thơng.
Nĩi cách khác, NCKH của HS là hoạt động trí tuệ, gĩp phần biến q trình đào tạo thành quá trình tự đào tạo. NCKH sẽ tạo ra những bƣớc đi ban đầu để HS tiếp cận với những tri thức mới, thơng qua đĩ nhằm rèn luyện cho HS khả năng tƣ duy sáng tạo. Năng lực NCKH là tổng hịa của nhiều năng lực thành phần nên việc phát triển năng lực NCKH cho học sinh sẽ giúp nâng cao chất lƣợng dạy học.
1.2.3.3. Cấu trúc năng lực nghiên cứu khoa học
Theo tác giả Trần Thanh Ái [1, tr. 21-25], các thành tố của năng lực NCKH bao gồm:
Về kiến thức: Kiến thức khoa học chuyên ngành; Kiến thức về phƣơng
pháp NCKH (nghiên cứu hàn lâm, nghiên cứu cộng đồng).
Về kĩ năng: Kĩ năng xây dựng đề tài nghiên cứu; Lựa chọn đƣợc đề tài
nghiên cứu và đƣa ra đƣợc lý do chọn đề tài; Kĩ năng thiết kế kế hoạch nghiên cứu; Kĩ năng thu thập dữ liệu; Kĩ năng phân tích dữ liệu và sử dụng cơng cụ phân tích; Kĩ năng phê phán; Kĩ năng lập luận; Kĩ năng viết báo cáo khoa học.
Về thái độ: Nhiệt tình, say mê khoa học; Nhạy bén với sự kiện xảy ra;
Khách quan, trung thực, nghiêm túc; Kiên trì, cẩn thận khi làm việc; Tinh thần hợp tác khoa học; Hồi nghi khoa học, dũng cảm bảo vệ chân lí khoa học.
Theo tài liệu tập huấn chƣơng trình phát triển giáo dục trung học “Dạy
học và kiểm tra đánh giá kết quả học tập theo định hướng phát triển năng lực học sinh, mơn Sinh học cấp THPT” của Bộ giáo dục và đào tạo (2014), năng
lực NCKH của mơn Sinh học cấp THPT bao gồm các kỹ năng thành phần nhƣ sau [3, tr. 49]:
- Quan sát các hiện tƣợng trong thực tiễn hay trong học tập để xác lập vấn đề nghiên cứu.
- Thu thập các thơng tin liên quan thơng qua nghiên cứu tài liệu, thực nghiệm.
- Hình thành giả thuyết khoa học.
- Thiết kế thí nghiệm; thực hiện thí nghiệm. - Thu thập và phân tích dữ liệu.
- Giải thích kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận.
Các kĩ năng thành phần của năng lực NCKH đƣợc sắp xếp theo một logic cấu thành năng lực NCKH và nĩ chính là logic của q trình hoạt động NCKH. Do đĩ, cũng cĩ thể quan niệm mỗi kĩ năng thành phần là một tiêu chí của năng lực NCKH.
Tác giả Trần Thị Thanh Xuân [33, tr. 33-34] đề xuất các kĩ năng thành
phần của năng lực NCKH của HS phổ thơng gồm: đặt câu hỏi nghiên cứu,
hình thành giả thuyết, lập kế hoạch và thực hiện, xử lí kết quả và rút ra kết