9. Cấu trúc luận văn
2.3. Cơ sở khoa học của việc hướng dẫn học sinh trung học phổ thông nghiên cứu khoa học
2.3.1. Nguyên tắc của công tác hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học.
- Cần đổi mới PPDH, kích thích tinh thần say mê, khám phá của HS.
- HS được hướng dẫn, trang bị những kiến thức về quy trình, phương pháp NCKH để từ đó HS biết vận dụng thực hiện đề tài cụ thể.
- Cần đảm bảo về cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm, hỗ trợ về tài chính.
- Không ảnh hưởng đến việc học tập chính khóa của HS.
- Khi HS tham gia nghiên cứu phải có người bảo trợ hoặc khi tham gia nghiên cứu về các DA nguy hiểm thì cần có người giám sát có thể là GV, giảng viên, cán bộ khoa học.
- Trong quỏ trỡnh HS hoạt động, GV thường xuyờn theo dừi, phỏt hiện khú khăn của HS để có hỗ trợ kịp thời.
2.3.2. Quy trình triển khai công tác hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học.
2.3.2.1. Tổ chức tập huấn phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh (1). Mục đích buổi tập huấn
Nhận thức đúng đắn về mục đích, yêu cầu của việc tổ chức triển khai hoạt động NCKH của HS ở trường trung học là yếu tố then chốt đảm bảo sự thành công.
Một trong những trở ngại lớn nhất trong NCKH là HS chưa được trang bị và trang bị tốt phương pháp nghiên cứu nên không biết bắt đầu từ đâu, làm như thế nào và muốn đạt kết quả gì. Chính những điều này đã gây nên sự lúng túng vì HS không xỏc định được mục tiờu nghiờn cứu một cỏch rừ ràng, nờn khi thực hiện khụng cú định hướng, làm mò mẫm. Điều này làm tiêu tốn rất nhiều thời gian, công sức và đôi khi cũng khiến cho HS mệt mỏi, giảm nhiệt huyết. Do đó tổ chức tốt hoạt động tập huấn trang bị kiến thức về phương pháp nghiên cứu là rất cần thiết.
(2). Thành phần tham gia
Giảng dạy lớp tập huấn là các GV có kinh nghiệm trong nghiên cứu, trong hướng dẫn HS NCKH; có thể là cán bộ khoa học, giảng viên, chuyên gia trong lĩnh vực NCKH.
Tham dự lớp tập huấn cần có lãnh đạo trường, đại diện Đoàn Thanh niên, các thầy cô trong tổ chuyên môn, có thể mời thêm các nhà khoa học địa phương, giảng viên các trường Đại học và HS yêu thích NCKH.
(3). Nội dung buổi tập huấn
Cần tổ chức tuyên truyền, phổ biến đến cán bộ quản lí, GV và HS về:
- Mục đích, yêu cầu và ý nghĩa của hoạt động NCKH của HS ở trường trung học nói chung và cuộc thi KHKT nói riêng..
- Vai trò của hoạt động NCKH của HS trong giáo dục trung học.
- Trang bị kiến thức, kĩ năng về NCKH, phương pháp NCKH, cách trình bày báo cáo khoa học, giới thiệu các hướng nghiên cứu, cách đăng ký tham gia đề tài.
- Bên cạnh đó việc nêu các gương điển hình trong nghiên cứu và giới thiệu các sản phẩm nghiên cứu cũng là một biện pháp hiệu quả thúc đẩy phong trào. Lớp tập huấn cũng là cơ hội để HS trao đổi những kinh nghiệm về nghiên cứu.
2.3.2.2. Quá trình tiến hành nghiên cứu đề tài khoa học (1). Ý tưởng nghiên cứu
Ý tưởng nghiên cứu là yếu tố đầu tiên cần có để thực hiện một DA NCKH. Ý tưởng nghiên cứu càng độc đáo, càng sáng tạo thì DA càng được đánh giá cao.
a). Tìm kiếm ý tưởng nghiên cứu
Để có được những ý tưởng mới mẻ và sáng tạo, có thể tổ chức các hoạt động sau đây để giúp HS có được ý tưởng NCKH:
- Tổ chức cuộc thi thuyết minh “Ý tưởng khoa học” cho HS trong trường hoặc “Tuần lễ triển lãm ý tưởng khoa học”.
- Mở chuyên mục và diễn đàn về NCKH trên trang web của nhà trường hoặc tham gia diễn đàn về NCKH trên internet.
- GV trao đổi với HS về những vấn đề thời sự, khoa học, những vấn đề nảy sinh trong thực tiễn và khuyến khích các em suy nghĩ, trao đổi, đặt câu hỏi về những tình huống, sự kiễn diễn ra trong thực tế cuộc sống để tìm hiểu, xác định vấn đề cần tìm tòi, khám phá.
- GV trao đổi trong tổ bộ môn về các ý tưởng nghiên cứu, những đề xuất.
- Tổ chức cho HS tham quan, đi thực địa, dã ngoại, quan sát thực tế.
- Hướng dẫn HS tìm hiểu các bài báo, công trình khoa học, trao đổi với các nhà khoa học, chuyên gia để tìm ra những vấn đề cần nghiên cứu, cải tiến.
- Gắn kết với cuộc thi vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn để có thêm các ý tưởng cho DA nghiên cứu.
b). Lựa chọn ý tưởng nghiên cứu
Sau khi đã có những ý tưởng nghiên cứu, HS cần thể hiện ý tưởng của mình
thông qua bản đề cương nghiên cứu – đây là căn cứ để xét duyệt đề tài có được tiến hành hay không. Một đề cương nghiên cứu thể hiện các nội dung sau:
Đề cương nghiên cứu khoa học 1. Thông tin cá nhân/nhóm tác giả đề tài
2. Tên đề tài nghiên cứu/ DA 3. Lí do chọn đề tài
4. Mục tiêu nghiên cứu
5. Giới hạn phạm vi nghiên cứu 6. Nội dung nghiên cứu
7. Phương pháp nghiên cứu 8. Đóng góp mới của đề tài
9. Em đã thực hiện đề tài này đến đâu và đã đạt được kết quả gì?
10. Trong quá trình thực hiện đề tài, em đã tham khảo tài liệu gì?
Sau đó cần tổ chức lựa chọn ý tưởng để tiến hành triển khai. Khi xem xét các ý tưởng của HS cần có các GV có chuyên môn tốt và có kinh nghiệm NCKH. Nếu có điều kiện thì nên mời chuyên gia, nhà khoa học ở những lĩnh vực dự kiến nghiên cứu để lựa chọn ý tưởng nghiên cứu. Việc lựa chọn ý tưởng nghiên cứu là một việc làm khó vì người thực hiện việc lựa chọn ý tưởng nghiên cứu phải cần biết “gạn đục, khơi trong” và đôi khi là “đãi cát tìm vàng”; cần có kiến thức sâu rộng về lĩnh vực nghiên cứu để xác định tính mới, tính sáng tạo, tính khả thi của một DA nghiên cứu; đảm bảo vừa sức với khả năng kiến thức của HS phổ thông, điều kiện cơ sở vật chất và khuôn khổ tài chính cho phép...
(2). Người hướng dẫn nghiên cứu, người bảo trợ, người giám sát
Thông thường người hướng dẫn kiêm luôn cả vai trò người bảo trợ và người giám sát. Chỉ trong một số tình huống đặc biệt thì mới cần người bảo trợ, người giám sát riêng. Trong nhà trường phổ thông, để thuận lợi phần lớn các DA có GV của nhà trường là người hướng dẫn HS NCKH vì GV có thể thường xuyên gặp gỡ HS để trao đổi cỏc vấn đề nghiờn cứu, theo dừi tiến độ nghiờn cứu, giỏm sỏt hoạt động NCKH của HS và hỗ trợ, tạo điều kiện để HS có thời gian, trang thiết bị thí
nghiệm, thực nghiệm phục vụ DA nghiên cứu.
Tuy nhiên, vì DA nghiên cứu thường có chuyên môn sâu và liên quan đến nhiều lĩnh vực khác nhau nên khi GV là người hướng dẫn thì có thể mời các nhà khoa học, chuyên gia tham gia là người hướng dẫn thứ 2, thứ 3... hoặc là cố vấn khoa học khi cần thiết; đảm bảo cho việc nghiên cứu bài bản, đúng phương pháp, có chiều sâu; và cũng là cơ hội tốt để cán bộ, GV nhà trường học hỏi, trao đổi kinh nghiệm, nâng cao trình độ NCKH để dần đàn có thể tự hướng dẫn HS của mình.
GV hướng dẫn cần nhiệt tình, có nhiều kinh nghiệm và có năng lực chuyên môn về lĩnh vực liên quan đến DA của HS, đặc biệt là những GV say mê NCKH, đã tham gia NCKH hay những GV có tích cực, say mê trong tìm tòi, cải tiến kĩ thuật, công nghệ. Việc sử dụng đội ngũ GV trong nhà trường hướng dẫn HS NCKH còn giúp tạo động lực, cơ hội khuyến khích GV tìm tòi nghiên cứu, tự bồi dưỡng từ đó nâng cao năng lực của GV.
(3). Lập kế hoạch triển khai DA NCKH
Sau khi đã có ý tưởng nghiên cứu, GV cần hướng dẫn HS lập kế hoạch triển khai DA NCKH. Kế hoạch thực hiện gồm các phần việc chính nhằm quản lí tốt quỹ thời gian cũng như kiểm soát được tiến độ thực hiện một cách khoa học. Kế hoạch có vai trò như sợi chỉ dẫn đường, có tính linh động và dễ dàng điều chỉnh chứ không phải là bất di bất dịch.
Khi lập kế hoạch cần tính toán khối lượng công việc, phân bố thời gian cho mỗi phần việc, tính toán chi phí, dự kiến trang thiết bị thí nghiệm, cơ sở vật chất.
Kế hoạch cần chi tiết và cú phõn cụng rừ ràng (đặc biệt với DA tập thể). Cần lưu ý đến các yếu tố khách quan có thể ảnh hưởng đến tiến độ nghiên cứu.
Đối với các DA tham gia Hội thi KHKT phải căn cứ vào quy chế thi KHKT thì cần phải được thẩm định và cấp phép triển khai DA NCKH.
(4). Triển khai thực hiện nghiên cứu
GV phải đảm bảo an toàn cho HS trong quá trình nghiên cứu; phải liên lạc thường xuyên với HS. Trong quá trình nghiên cứu, có thể mời thêm người hướng dẫn, bảo trợ, giám sát khi cần thiết. Định kì yêu cầu HS báo cáo, kiểm tra liên tục để
đánh giá quá trình nghiên cứu, tháo gỡ những khó khăn, vướng mắc và kịp thời khắc phục những sai sót hoặc chệch hướng nghiên cứu.
GV cần lưu ý hướng dẫn từng giai đoạn một, hướng dẫn HS ghi chép, viết báo cáo và trình bày DA NCKH của mình. Yêu cầu HS cần lưu ý đến từng chi tiết nhỏ, thể hiện tư duy HS, nghiêm túc, cần cù, tỉ mỉ, số liệu nghiên cứu phải trung thực, kết luận phải được rút ra một cách thuyết phục... Quan trọng nhất GV khuyến khích HS khám phá, tự tin trong nghiên cứu, không nản chí khi gặp khó khăn.
Cuốn sổ lưu dữ liệu công trình (còn gọi là nhật kí nghiên cứu) là một tài liệu có giá trị nhất. Trong quá trình thu thập thông tin, số liệu về đề tài, hay trong quá trình thí nghiệm, ghi chép chi tiết tất cả những thí nghiệm, số liệu đo đạc và hiện tượng quan sát vào một cuốn sổ ghi. Không dựa vào trí nhớ. Việc ghi chép tốt sẽ giúp ích rất nhiều trong việc viết báo cáo nghiên cứu.
(5). Trình bày một báo cáo khoa học
Trình bày một báo cáo khoa học được thực hiện sau khi kết thúc các hoạt động nghiên cứu và thường là bước khó khăn nhất của quá trình nghiên cứu. Ý nghĩa quan trọng nhất của trình bày một DA khoa học là công bố những gì đã thực hiện, những gì đã được kiểm chứng và kết luận khoa học rút ra từ quá trình khám phá đó.
GV: Báo cáo khoa học là một văn bản mang tính khoa học. Vì vậy, rất cần sự hướng dẫn của GV về nội dung, bố cục, ngôn ngữ trình bày.
HS: Báo cáo khoa học cần đảm bảo tính trung thực trong NCKH, không giả mạo kết quả nghiên cứu hoặc sao chép công trình khoa học của người khác. Ngoài các tài liệu ban đầu đã có, có thể tìm thấy hoặc cần phải tìm thêm những tài liệu mới hơn, chuyên sâu hơn nữa để bổ sung cho các khía cạnh quan trọng trong đề tài, và bắt tay vào viết các phần còn lại: phân tích, thảo luận kết quả nghiên cứu và đưa ra các kết luận, xác nhận hay bác bỏ những giả thuyết đã đặt ra, gợi những vấn đề cần nghiên cứu tiếp.
Báo cáo nghiên cứu phải được chuẩn bị cùng với sổ lưu dữ liệu công trình và bất cứ những tài liệu hay giấy tờ cần thiết khác. Đây chính là cơ sở để nhóm nghiên
cứu trình bày ý tưởng và kết quả nghiên cứu của mình cho người khác có thể nhìn nhận, đánh giá về những điểm yếu, điểm mạnh của đề tài. Song song với đó là việc rèn luyện khả năng thuyết trình và trả lời các câu hỏi, điều này giúp cho HS biết mỡnh hiểu rừ đề tài mà mỡnh thực hiện đến đõu, là những yếu tố quyết định cho những đánh giá đề tài. Cùng với báo cáo nghiên cứu, nhóm nghiên cứu nên viết một bản tóm tắt về đề tài để người thẩm định dễ dàng nắm bắt mục tiêu, ý tưởng của đề tài. Bản tóm tắt thường bao gồm: mục đích của thí nghiệm, cách thức tiến hành, dữ liệu và kết luận. Tóm tắt cũng có thể bao gồm những ứng dụng nghiên cứu.
Với đề tài có sản phẩm là mô hình thì nhóm nghiên cứu cũng cần phải chuẩn bị thật chu đáo, thử nghiệm nhiều lần.
(6). Công bố kết quả nghiên cứu
GV: Thông thường, một đề tài NCKH phải được bảo vệ trước hội đồng gồm các nhà chuyên môn. GV có trách nhiệm tổ chức cho HS buổi báo cáo, từ thành phần tham gia, nội dung buổi báo cáo, đánh giá kết quả nghiên cứu.
HS: Các nội dung cơ bản của đề tài (mục đích, đối tượng, phương pháp, kết quả, thảo luận, kết luận, đề nghị) được trình bày ngắn gọn, cô đọng trong khoảng 15-20 phút. Bài thuyết trình thực hiện bằng phần mềm power point hoặc poster trưng bày hoặc cả hai, đảm bảo thời gian theo quy định. Thuyết minh là phần quan trọng, thể hiện hiểu biết và năng lực NCKH của HS. HS cần tự tin, bình tĩnh, lưu loỏt, ngắn gọn, khỳc chiết, thuyết phục người nghe. Cần sự phối hợp, phõn cụng rừ ràng các công việc của các thành viên trong nhóm. Với phần poster, cần phải trình bày rừ ràng, sỳc tớch, khụng nờn quỏ nhiều chữ mà cần được sơ đồ húa.
Đảm bảo về nội dung, chính xác, nhất quán với bài báo cáo, nguồn thông tin thu thập đỏng tin cậy. Hỡnh thức thẩm mỹ, rừ ràng, sử dụng cỏc hỡnh ảnh và cỏc sản phẩm minh họa cho bài thuyết trình phong phú, sinh động. Trả lời tốt các câu hỏi khi được phát vấn của GV, chuyên gia hay các bạn cùng lớp.
Đối với các DA tham gia cuộc thi KHKT dành cho HS trung học cần phải tuân thủ theo quy định của cuộc thi về poster, gian trưng bày,...
2.3.2.3. Đánh giá công trình nghiên cứu khoa học
Đánh giá công trình NCKH của HS là sự đánh giá liên tục, xuyên suốt quá
trình thực hiện. Đánh giá cũng là tín hiệu phản hồi cho GV biết năng lực, sở trường của mỗi HS, khả năng làm việc của từng nhóm, các kĩ năng HS đã có, đã nắm vững và biết vận dụng phương pháp NCKH hay chưa. GV nên tạo điều kiện cho HS tham gia đánh giá. Đánh giá để tìm ra công trình tốt nhất nhưng luôn động viên khích lệ mọi công trình nghiên cứu còn lại.
Tiờu chớ đỏnh giỏ: GV cần phải chỉ rừ cỏc mục cần đỏnh giỏ và thang điểm tương ứng với từng mục, phổ biến cho HS trước khi thực hiện đề tài. Căn cứ vào các tiêu chí đánh giá này, HS có sự phấn đấu và biết được sản phẩm của mình cần đạt đến mức độ nào để có biện pháp điều chỉnh kịp thời.
Để đánh giá nghiên cứu của HS cũng căn cứ theo Công văn 2410/BGDĐT- GDTrH năm 2014 hướng dẫn triển khai hoạt động NCKH và tổ chức cuộc thi khoa học, kỹ thuật cấp quốc gia dành cho HS trung học năm học 2014 - 2015 do Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành dựa trên các tiêu chí sau:
Câu hỏi nghiên cứu 10 điểm
Kế hoạch nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu 15 điểm Tiến hành nghiên cứu (thu thập, phân tích và sử dụng dữ liệu) 20 điểm
Tính sáng tạo 20 điểm
Trình bày (gian trưng bày và trả lời phỏng vấn) 35 điểm
Sơ đồ 2.1. Quy trình hướng dẫn HS NCKH
2.4. Kết hợp dạy học theo dự án và nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học