Tài liệu Thiết kế và sử dụng thí nghiệm dạy học chương 1 chuyển hóa vật chất và năng lượng sinh học 11, trung học phổ thông​

  • Số trang: 106 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 138 |
  • Lượt tải: 0

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐÀO MINH NGỌC THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM DẠY HỌC CHƢƠNG 1: CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƢỢNG SINH HỌC 11, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM SINH HỌC HÀ NỘI – 2020 .‘ ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐÀO MINH NGỌC THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM DẠY HỌC CHƢƠNG 1: CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƢỢNG - SINH HỌC 11, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM SINH HỌC CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN SINH HỌC MÃ SỐ: 8.14.01.11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thị Thúy Quỳnh HÀ NỘI – 2020 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tôi xin trân trọng cảm ơn ban giám hiệu, các thầy cô giáo trƣờng Đại học Giáo dục, Đại học Quốc Gia Hà Nội cùng toàn thể các thầy cô giáo đã tham gia giảng dạy và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành tốt luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thị Thúy Quỳnh, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trƣờng THPT Quốc Oai, các đồng nghiệp trong cụm Quốc Oai - Thạch Thất và học sinh trƣờng THPT Quốc Oai đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi nhiệt tình trong suốt thời gian thực nghiệm sƣ phạm. Cuối cùng, tôi xin chân thành biết ơn gia đình và bạn bè đã luôn sát cánh bên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Hà Nội, ngày tháng 02 năm 2020 Tác giả luận văn Đào Minh Ngọc ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh NL Năng lực TN Thí nghiệm THN Thoát hơi nƣớc TH Thực hành THPT Trung học phổ thông iii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ VÀ HÌNH Bảng 1.1. Cấu trúc năng lực thực nghiệm sinh học của học sinh ................... 15 Bảng 1.2. Thực trạng giáo viên THPT sử dụng TN trong dạy học Sinh học ................................................................................................... 19 Bảng 1.3. Thực trạng học sinh THPT học thí nghiệm môn Sinh học ............ 22 Bảng 2.1. Chƣơng trình Sinh học 11............................................................... 26 Bảng 2.2. Các bài thực hành theo chƣơng trình sinh học 11 .......................... 27 Bảng 2.3. Cấu trúc phần chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở thực vật........ 29 Bảng 2.4. Các thí nghiệm đƣợc thiết kế và sử dụng trong dạy học phần “Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở thực vật, Sinh học 11” ...... 32 Sơ đồ 2.1. Tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm ..................................... 53 Bảng 2.5. Tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh ................... 72 Bảng 3.1. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra ............ 77 Biểu đồ 3.1. Đƣờng lũy tích bài kiểm tra ........................................................ 78 Bảng 3.2. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra ............ 78 Bảng 3.3. Phát triển năng lực thực hành của HS trong dạy học Sinh học theo định hƣớng thiết kế và sử dụng thí nghiệm ............................ 80 Bảng 3.4. Đánh giá năng lực thực hành của học sinh ..................................... 81 Bảng 3.5. Nhu cầu học tập thông qua sử dụng thí nghiệm của học sinh ........ 83 Hình 3.1. Một số hoạt động dạy và học trong lớp thực nghiệm ..................... 85 iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................. iii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ VÀ HÌNH ............................ iv MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ............................................................................................ 1 1.1. Xuất phát từ yêu cầu đổi mới trong giáo dục ............................................ 1 1.2. Xuất phát từ vai trò của thí nghiệm trong dạy học Sinh học ..................... 2 1.3. Xuất phát từ thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học hiện nay ..................................................................................................................... 3 1.4. Xuất phát từ thực trạng học sinh nghiên cứu khoa học ............................. 3 2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 3 3. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................... 4 4. Đối tƣợng, khách thể nghiên cứu .................................................................. 4 4.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................ 4 4.2. Khách thể nghiên cứu................................................................................. 4 5. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 4 6. Giả thuyết nghiên cứu ................................................................................... 4 7. Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................... 4 7.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết ............................................................. 4 7.2. Phương pháp điều tra ................................................................................ 5 7.3. Phương pháp tham vấn .............................................................................. 5 7.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .......................................................... 5 7.5. Phương pháp thống kê toán học ................................................................ 5 8. Những đóng góp mới của luận văn ............................................................... 5 v 9. Cấu trúc luận văn .......................................................................................... 6 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ................... 7 1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu ............................................................... 7 1.1.1. Trên thế giới ............................................................................................ 7 1.1.2. Trong nước .............................................................................................. 8 1.2. Cơ sở lí luận ............................................................................................... 9 1.2.1. Thí nghiệm ............................................................................................... 9 1.2.2. Năng lực và năng lực thực nghiệm ....................................................... 12 1.2.3. Quan hệ giữa thí nghiệm với năng lực thực nghiệm............................. 16 1.3. Cơ sở thực tiễn ......................................................................................... 16 1.3.1. Mục đích xác định thực trạng ............................................................... 16 1.3.2. Phương pháp xác định thực trạng ........................................................ 16 1.3.3. Nội dung xác định thực trạng................................................................ 17 CHƢƠNG 2. THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM DẠY HỌC CHƢƠNG 1: CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƢỢNG - SINH HỌC 11, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG .......................................................... 24 2.1. Phân tích chƣơng trình Sinh học 11 ......................................................... 24 2.1.1 Mục tiêu chương trình Sinh học 11 ........................................................ 24 2.1.2. Cấu trúc chương trình Sinh học 11 ....................................................... 25 2.1.3. Cấu trúc sách giáo khoa Sinh học 11 ................................................... 26 2.1.4. Mục tiêu, nội dung chương trình và cấu trúc phần Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật, Sinh học 11 ........................................................... 27 2.2. Thiết kế thí nghiệm .................................................................................. 30 2.2.1. Quy trình cơ bản của một thí nghiệm ................................................... 30 2.2.2. Thiết kế một số thí nghiệm phần chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật ............................................................................................................ 32 vi 2.3. Quy trình dạy học Sinh học có sử dụng thí nghiệm................................. 52 2.4. Một số kế hoạch dạy học Sinh học có sử dụng thí nghiệm ..................... 56 2.4.1. Kế hoạch dạy học “Bài 3. Thoát hơi nước” ......................................... 56 2.4.2. Kế hoạch dạy học “Bài 6. Dinh dưỡng nitơ ở thực vật (tiếp theo)” .... 65 2.5. Xây dụng tiêu chí và công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh ......................................................................................................................... 74 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ................................................... 75 3.1. Mục đích thực nghiệm ............................................................................. 75 3.2. Nội dung thực nghiệm.............................................................................. 75 3.2.1. Bài dạy có sử dụng thí nghiệm .............................................................. 75 3.2.2. Nội dung đánh giá ................................................................................. 75 3.2.3. Công cụ đánh giá. ................................................................................. 75 3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm ....................................................................... 76 3.3.1. Địa bàn và đối tượng thực nghiệm ....................................................... 76 3.3.2. Cách thức thực nghiệm ......................................................................... 76 3.3.3. Phương pháp bố trí thực nghiệm. ......................................................... 76 3.3.4. Phương pháp xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm ................................ 77 3.4. Kết quả thực nghiệm ................................................................................ 77 3.4.1. Kết quả định lượng................................................................................ 77 3.4.2. Kết quả định tính ................................................................................... 84 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ................................................................. 87 1. Kết luận ....................................................................................................... 87 2. Khuyến nghị ................................................................................................ 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 88 PHỤ LỤC ............................................................................................................ vii MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài 1.1. Xuất phát từ yêu cầu đổi mới trong giáo dục Hiện nay, đất nƣớc ta đang trên đà hội nhập với thế giới. Trong bối cảnh đó, tri thức, kĩ năng và năng lực của con ngƣời là yếu tố quyết định sự phát triển của đất nƣớc. Chính vì vậy, giáo dục phải nhanh chóng đổi mới mục tiêu, nội dung và phƣơng pháp giáo dục nguồn nhân lực tƣơng lai cho đất nƣớc. Điều này đƣợc thể hiện trong nghị quyết hội nghị lần thứ 8, Ban chấp hành Trung ƣơng Đảng khóa XI (nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 4/11/2013) – “đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đƣa dạy học vào thực tiễn, góp phần phát triển giáo dục và đào tạo gắn với nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, tiến bộ khoa học công nghệ, đáp ứng yêu cầu hội nhập quốc tế” và “tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phƣơng pháp dạy và học theo hƣớng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kĩ năng của ngƣời 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 ngƣời học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kĩ 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” [3]. Để thực hiện đƣợc mục tiêu trên thì giáo dục cần đổi mới toàn diện, trong đó việc dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực cho học sinh là vấn đề cấp thiết. Theo chƣơng trình phổ thông tổng thể, chƣơng trình môn Sinh học đƣợc xây dựng trên quan điểm đề cao tính thực tiễn, thực hành giúp học sinh thấy đƣợc sự gần gũi, thân thiết và thiết thực của môn này đối với cuộc sống. Mặt khác, thông qua các chủ đề Sinh học ở THPT, học sinh đƣợc tìm hiểu về thành tựu của các lĩnh vực công nghệ sinh học trong chăn nuôi, trồng trọt, vi sinh, y học, môi trƣờng, năng lƣợng tái tạo...[6]. Đây là các lĩnh vực hứa hẹn 1 nhiều thành tựu rực rỡ vô hạn của loài ngƣời trong nền công nghiệp 4.0, nó giúp định hƣớng nghề nghiệp cho học sinh. Để tiếp cận với các lĩnh vực này thì năng lực thực nghiệm là điều kiện cần, là cơ sở cho các quy trình kĩ thuật tinh vi liên quan đến công nghệ sinh học mà các em hƣớng tới. Cũng trong chƣơng trình phổ thông tổng thể, các nhà xây dựng chƣơng trình môn Sinh học đã chỉ rõ môn học này vƣợt qua đƣợc giai đoạn mô tả sang giai đoạn thực nghiệm. Điều này đòi hỏi việc dạy học của chƣơng trình phải tinh giản bớt về nội dung có tính mô tả để hƣớng tới tổ chức giúp học cho học sinh tự chủ, tự giác tìm tòi, nghiên cứu để tự lĩnh hội và làm chủ nguồn tri thức có tính nguyên lí, làm tiền đề để thâm nhập vào các quy trình công nghệ ứng dụng sinh học hiện đại. Để thực hiện đƣợc mục tiêu đó thì việc giáo viên sử dụng các phƣơng pháp dạy học tích cực nhƣ dạy học thông qua thực hành, thông qua nghiên cứu khoa học bằng các thí nghiệm gắn liền với các hiện tƣợng thực tiễn đời sống là cần thiết [6]. 1.2. Xuất phát từ vai trò của thí nghiệm trong dạy học Sinh học Sinh học là môn khoa học thực nghiệm với rất nhiều kiến thức có thể bắt đầu bằng các thí nghiệm. Việc thiết kế và sử dụng các TN trong dạy học Sinh học là biện pháp vô cùng cần thiết để quá trình dạy học đạt hiệu quả cao. Khi học sinh đƣợc thiết kế và sử dụng các thí nghiệm sinh học trong học tập, các em sẽ hứng thú, tích cực và chủ động hơn trong quá trình học tập. Nhờ vậy, học sinh có động cơ để đào sâu và mở rộng kiến thức. Mặt khác, qua các TN, học sinh sẽ đƣợc nâng cao năng lực thực nghiệm, nghiên cứu khoa học cũng nhƣ đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, kiên trì, chính xác, sáng tạo và logic. Việc sử dụng các TN trong dạy và học môn Sinh học cũng đáp ứng mục tiêu đổi mới dạy học trong bối cảnh hiện nay. 2 1.3. Xuất phát từ thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học hiện nay Qua khảo sát sơ bộ cho thấy việc sử dụng TN trong dạy học môn Sinh học rất hạn chế cả về số lƣợng và chất lƣợng, đặc biệt là tại các trƣờng THPT công lập. Có rất nhiều lí do giải thích cho tình trạng này nhƣ: thiếu cơ sở vật chất, giáo viên ngại khó khi tổ chức TN, hiệu quả TN không tốt hay mất quá nhiều thời gian làm TN… Cũng có nhiều thầy cô sử dụng TN trong dạy học Sinh học nhƣng chủ yếu trong các giờ thực hành, vì thế chƣa gây đƣợc sự hứng thú và sáng tạo cho học sinh. Với những lí do trên, tôi mạnh dạn đề xuất phƣơng pháp giáo viên cùng học sinh thiết kế những thí nghiệm đơn giản, dễ làm sử dụng trong dạy học lí thuyết Sinh học, qua đó nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh. 1.4. Xuất phát từ thực trạng học sinh nghiên cứu khoa học Những năm gần đây, “cuộc thi nghiên cứu khoa học kĩ thuật dành cho học sinh” diễn ra sôi nổi trên cả nƣớc với mục tiêu phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất ngƣời học, học đi đôi với hành, lí luận gắn với thực tiễn. Tuy nhiên, việc HS ở các vùng nông thôn nhƣ Quốc Oai, Thạch Thất đƣợc tiếp cận cuộc thi này là rất hạn chế. Một trong những lí do quan trọng là học sinh ít đƣợc tham gia vào nghiên cứu khoa học tại trƣờng, trong đó thí nghiệm cũng là một bƣớc nhỏ trong nghiên cứu khoa học, khởi đầu niềm đam mê và định hƣớng cho những nghiên cứu khoa học lớn hơn sau này. Chính vì vậy, việc đƣa các em học sinh THPT ở Quốc Oai, Thạch Thất tiếp cận thƣờng xuyên và nhuần nhuyễn với các thí nghiệm Sinh học là mong muốn và mục tiêu của đề tài này. 2. Mục đích nghiên cứu Thiết kế và sử dụng đƣợc các thí nghiệm trong dạy và học môn Sinh học nhằm nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh, qua đó nâng cao chất lƣợng lĩnh hội kiến thức môn học. 3 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc thiết kế và sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học theo định hƣớng phát triển năng lực thực nghiệm cho HS. - Điều tra và xác định thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học tại một số trƣờng trung học phổ thông hiện nay. - Xây dựng quy trình và thiết kế các thí nghiệm trong dạy học Sinh học 11 nhằm nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh. - Thực nghiệm sƣ phạm đánh giá tính khả thi của đề tài. 4. Đối tƣợng, khách thể nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu Thiết kế và sử dụng thí nghiệm nhằm nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học chƣơng I: Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng Sinh học 11, THPT. 4.2. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học môn Sinh học 11. 5. Phạm vi nghiên cứu Thiết kế thí nghiệm trong các bài học lí thuyết Chƣơng 1: Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở thực vật, Sinh học 11 cho học sinh các trƣờng THPT thuộc huyện Quốc Oai, thành phố Hà Nội. 6. Giả thuyết nghiên cứu Nếu sử dụng thí nghiệm phù hợp để dạy học môn Sinh học thì sẽ phát triển đƣợc năng lực thực nghiệm cho học sinh, qua đó nâng cao chất lƣợng lĩnh hội kiến thức môn học. 7. Phƣơng pháp nghiên cứu 7.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết Nghiên cứu các tài liệu, công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài. 4 7.2. Phương pháp điều tra - Phƣơng pháp phỏng vấn: phỏng vấn một số giáo viên môn Sinh học trong khu vực để xác định sơ bộ thực trạng, từ đó định hƣớng nghiên cứu khoa học. - Phƣơng pháp điều tra bằng phiếu hỏi: sử dụng các phiếu tìm hiểu thông tin về thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học hiện nay. - Phƣơng pháp tổng hợp kinh nghiệm giáo dục: qua phân tích và tổng hợp kinh nghiệm giáo dục của cá nhân và đồng nghiệp để khắc phục những khó khăn hiện tại, đúc kết thành phƣơng pháp thực hiện thí nghiệm sao cho đơn giản mà hiệu quả và dễ nhân rộng. 7.3. Phương pháp tham vấn Xin ý kiến giảng viên hƣớng dẫn và một số giảng viên đầu ngành về một số khâu trong quá trình nghiên cứu, từ đó định hƣớng cho giải pháp của vấn đề nghiên cứu. 7.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Tổ chức giảng dạy thực nghiệm, phát phiếu điều tra; so sánh đối chiếu kết quả trƣớc và sau quá trình thực nghiệm ở từng lớp và giữa các lớp, chiều hƣớng biến đổi năng lực của HS giữa các lớp đối chứng và các lớp thực nghiệm. - Lớp thực nghiệm: áp dụng phƣơng pháp dạy học thông qua thí nghiệm. - Lớp đối chứng: tiến hành giảng dạy không sử dụng thí nghiệm. 7.5. Phương pháp thống kê toán học Xử lý số liệu và đánh giá kết quả thu đƣợc. Phân tích kết quả thực nghiệm bằng phƣơng pháp phân tích định lƣợng và phân tích định tính. 8. Những đóng góp mới của luận văn - Thiết kế đƣợc 13 thí nghiệm trong phần A “Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở thực vật, Sinh học 11”. 5 - Đánh giá thực trạng dạy học thí nghiệm tại một số trƣờng THPT cụm Quốc Oai – Thạch Thất. - Góp phần đổi mới giáo dục theo định hƣớng phát triển năng lực phù hợp định hƣớng đổi mới căn bản giáo dục Việt Nam sau năm 2015. 9. Cấu trúc luận văn Ngoài các phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn đƣợc trình bày theo 3 chƣơng: - Chƣơng 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn. - Chƣơng 2. Thiết kế và sử dụng thí nghiệm dạy học chƣơng 1: chuyển hóa vật chất và năng lƣợng – Sinh học 11, Trung học phổ thông. - Chƣơng 3. Thực nghiệm sƣ phạm. 6 CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 1.1.1. Trên thế giới Việc sử dụng các thí nghiệm trong dạy học đã đƣợc nghiên cứu rất kĩ lƣỡng từ xa xƣa, thậm chí đƣợc coi là vấn đề vô cùng quan trọng và cơ bản nhất. J.A Comenxki (1592-1670), một nhà giáo dục học nổi tiếng đã khẳng định rằng sẽ không có gì hết trong não nếu nhƣ trƣớc đó không có gì trong cảm giác [26]. Ông đã chỉ rõ rằng, việc học phải bắt đầu từ sự quan sát trực tiếp chúng, có nhƣ thế học sinh mới nhận thức đƣợc sự vật, hiện tƣợng một cách đúng đắn, vững chắc và sâu sắc. Trong tác phẩm “Phát triển tƣ duy học sinh”, M. Alecxêep (1976) đã đề cập đến vai trò của các phƣơng pháp dạy học, trong đó ông nhấn mạnh ý nghĩa của phƣơng pháp thực hành giúp học sinh hiểu sâu kiến thức, nâng cao khả năng vận dụng thực tiễn [1]. Ngay từ những năm đầu của thế kỉ XX, các nƣớc phát triển nhƣ Anh, Đức, Hà Lan, Pháp, Mỹ… đã hƣớng tới thiết kế chƣơng trình giáo dục dựa vào năng lực. Trên cơ sở đó, họ chú trọng xây dựng chƣơng trình, mục tiêu, phƣơng pháp và cách đánh giá ngƣời học theo hƣớng tiếp cận năng lực [10]. Trong đó, việc sử dụng các thí nghiệm vào trong dạy học rất đƣợc coi trọng. Năm 1980, viện trƣởng viện Hàn Lâm Pháp là ông Pie Giolio Quiri lần đầu tiên đƣa ra khái niệm “phƣơng pháp Lamap” – “phƣơng pháp bàn tay nặn bột”. Qua phƣơng pháp này, ông muốn mang đến cho ngƣời học cơ hội tiếp cận khoa học bằng các bài học thực tiễn thông qua việc lựa chọn và sử dụng các thí nghiệm, học sinh sẽ thảo luận cách thức thực hiện thí nghiệm để khám phá tri thức còn giáo viên chỉ đóng vai trò hƣớng dẫn [21]. Cho đến năm 1990 thì có rất nhiều trƣờng trung học ở Pháp sử dụng thực hành thí nghiệm làm phƣơng pháp trọng tâm trong dạy học các môn khoa học tự nhiên [21]. 7 Rorbert J. Mazano (2011) khẳng định muốn phát triển kiến thức phải trải qua các khâu cơ bản của thực hành [23]. Hiện nay, nhiều nƣớc Châu Á có nền giáo dục phát triển nhƣ Hàn Quốc, Nhật bản, Singapo… cũng đã sử dụng thí nghiệm trong dạy học nhằm phát triển năng lực cho học sinh [28]. Nhƣ vậy, việc sử dụng thí nghiệm vào dạy học đã đƣợc sử dụng từ xa xƣa và ngày càng đƣợc nhân rộng, hoàn thiện trên thế giới. Ban đầu, việc sử dụng thí nghiệm chủ yếu đáp ứng mục tiêu tiếp cận tri thức chủ động, chính xác và sâu sắc. Tiếp đó, phƣơng pháp này đƣợc sử dụng nhằm phát triển năng lực cho học sinh ở hầu khắp các nƣớc có nền giáo dục phát triển. 1.1.2. Trong nước Giáo dục phổ thông nƣớc ta đang dần chuyển từ chƣơng trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của ngƣời học. Song hành với nó, các nhà giáo dục Việt Nam đã và đang nghiên cứu về các phƣơng pháp dạy học theo định hƣớng tích cực hóa ngƣời học. Năm 2005, Hoàng Thị Kim Huyền đã xây dựng các bài thực hành nhằm nâng cao chất lƣợng thực nghiệm và bồi dƣỡng năng lƣợng tự học cho sinh viên đại học sƣ phạm [18]. Tác giả Nguyễn Thị Dung (2006) cho rằng với quan điểm dạy học mới hiện nay, việc tích cực hóa hoạt động trong giờ học thực hành cần đƣợc coi trọng, bằng cách tạo điều kiện cho học sinh tự lực tìm con đƣờng chứng minh cho các vấn đề đƣợc học [9]. Năm 2007, tác giả Dƣơng Tiến Sỹ trên cơ sở phân tích những khó khăn và hạn chế của việc sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học Sinh học đã đề xuất biện pháp sử dụng thí nghiệm ảo để tích hợp giáo dục môi trƣờng trong dạy học Sinh học 6 [27]. Tác giả Trần Bá Hoành (2010) đã chỉ ra thực hành là một trong ba nhóm phƣơng pháp dạy học tích cực [14]. Đến năm 2017, nhóm tác giả Đặng Thị 8 Dạ Thủy, Trần Văn Bảo cũng khẳng định hoạt động thực hành là một phƣơng pháp dạy học hiệu quả, không những khắc sâu kiến thức mà còn kích thích sự sáng tạo, đam mê khám phá sinh học, rèn luyện phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh [29]. Tác giả Ninh Thị Bạch Diệp (2017) đã sử dụng bài tập kết hợp với thí nghiệm để tổ chức hoạt động theo nhóm nhỏ trong dạy học Sinh học 6. Theo tác giả, việc sử dụng bài tập kết hợp với thí nghiệm giúp HS thu nhận kiến thức thông qua kết quả thí nghiệm và góp phần rèn luyện một số kĩ năng cho HS trong hệ thống kĩ năng thực hành, kĩ năng hợp tác và kĩ năng tự học [8]. Hiện nay, ở Việt Nam cũng nhƣ nhiều nƣớc trên thế giới, khi khoa học công nghệ phát triển rực rỡ thì việc sử dụng các thiết bị công nghệ hiện đại trở nên phổ biến. Điều này càng làm giáo viên và học sinh phụ thuộc và ỉ lại vào nó và làm cho họ càng ít sử dụng thí nghiệm thực hơn. Các thí nghiệm ảo giúp học sinh cảm thấy thú vị và tò mò nhƣng không kích thích học sinh phát triển đƣợc năng lực thực nghiệm, tiền đề cho năng lực nghiên cứu khoa học. Qua nghiên cứu tổng quan cho thấy, có rất nhiều các nhà khoa học chú trọng phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua các bài tập thực hành, thí nghiệm ảo hoặc chỉ dừng lại ở các bài thực hành trong sách giáo khoa mà chƣa đi sâu vào thiết kế và sử dụng các thí nghiệm thực, chƣa đƣợc sử dụng ở các bài học lí thuyết hay ôn tập cho học sinh THPT. Việc thiết kế và sử dụng thí nghiệm dạy học chƣơng 1: Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng - Sinh học 11 vẫn còn nhiều hạn chế và chƣa có nhiều công trình công bố. 1.2. Cơ sở lí luận 1.2.1. Thí nghiệm 1.2.1.1. Khái niệm thí nghiệm Theo bách khoa toàn thƣ mở Wikipedia, “Thí nghiệm hay thực nghiệm, là một bƣớc trong phƣơng pháp khoa học dùng để phân minh giữa mô hình khoa học hay giả thuyết. TN cũng đƣợc sử dụng để kiểm tra tính chính xác 9 của một lý thuyết hoặc một giả thuyết mới để ủng hộ chúng hay bác bỏ chúng. TN hoặc kiểm nghiệm có thể đƣợc thực hiện bằng phƣơng pháp khoa học để trả lời một câu hỏi hoặc khảo sát vấn đề. Trƣớc tiên đó là thực hiện quan sát. Sau đó đặt ra câu hỏi, hoặc nảy sinh vấn đề. Sau đó, giả thuyết đƣợc hình thành. Tiếp đến TN đƣợc đƣa ra để kiểm tra giả thuyết. Kết quả TN đƣợc phân tích, rồi vạch ra kết luận, đôi khi một lý thuyết đƣợc hình thành từ kết quả TN, và các kết quả đƣợc công bố trên các tạp chí nghiên cứu” [37]. Thí nghiệm sinh học là thí nghiệm thực hiện trong lĩnh vực Sinh học với rất nhiều loại khác nhau. 1.2.1.2. Dạy học thí nghiệm trong môn Sinh học Dạy học TN là phƣơng pháp giáo viên tổ chức cho học sinh thực hành các TN trên lớp hoặc trong phòng TN hoặc ngoài thiên nhiên hoặc ở nhà. Thí nghiệm có vai trò vô cùng quan trọng trong quá trình phát triển nhận thức của con ngƣời nói chung và học sinh nói riêng về thế giới tự nhiên. TN là một phần của hiện thực khách quan đƣợc thực hiện lại trong những điều kiện đặc biệt, khi con ngƣời chủ động điều khiển các yếu tố tác động vào quá trình xảy ra nhằm phục vụ mục đích cụ thể trong những hoàn cảnh nhất định. Trong TN, chúng ta có thể gạt bỏ những yếu tố phụ để tìm ra bản chất và quy luật của cái chính (sự vật hiện tƣợng), từ đó làm sáng tỏ những giả thuyết khoa học hay phát hiện những quy luật mới. Sử dụng TN trong dạy học Sinh học sẽ giúp học sinh chuyển từ tƣ duy cụ thể sang tƣ duy trừu tƣợng và ngƣợc lại. Các khái niệm, cơ chế về sự sống có thể rất trừu tƣợng, khó hiểu nhƣng TN rất cụ thể, TN giúp HS dễ dàng tiếp cận tri thức hơn so với chỉ học lý thuyết. Mặt khác, TN là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn. Nhiều HS học môn Sinh học không biết để làm gì, TN giúp HS biết vận dụng kiến thức đó vào trong đời sống thực tiễn. Thí nghiệm giúp HS phát triển tƣ duy, hình thành cho mình thế giới quan duy vật biện 10 chứng. Khi HS trực tiếp tham gia hoặc trực tiếp quan sát TN sẽ tin tƣởng và khắc sâu kiến thức đã học . Khi HS làm TN, đƣợc trực tiếp hoạt động để tìm tòi, phát hiện ra kiến thức và vận dụng những kiến thức đó vào thực tiễn, giờ học sẽ trở nên sinh động, hấp dẫn, lôi cuốn, nhờ vậy HS sẽ hứng thú, chủ động và sáng tạo trong việc học. Việc HS thƣờng xuyên sử dụng TN giúp rèn luyện và nâng cao kĩ năng thực hành, hình thành những kĩ năng và đức tính cần thiết của ngƣời lao động hiện đại: cẩn thận, tỉ mỉ, kỉ luật và sáng tạo. Bên cạnh đó, TN giúp HS tạo lập thói quen thực hành, nghiên cứu khoa học và giải quyết các vấn đề thực tiễn, kích thích HS luôn đƣa ra các ý tƣởng của mình và chủ động thực nghiệm để kiểm tra độ tin cậy của ý tƣởng đó. Đây chính là những năng lực nghiên cứu khoa học ban đầu của học sinh THPT. Dạy học TN cũng có những nhƣợc điểm nhất định. Cụ thể nhƣ: Trang thiết bị thí nghiệm ở các trƣờng học còn thiếu thốn hay hỏng hóc rất nhiều (nhất là đối với các trƣờng THPT công lập); nhiều TN đòi hỏi tốn rất nhiều thời gian và công sức (thậm chí phải thí nghiệm lặp đi lặp lại rất nhiều lần mới thành công); nhiều học sinh có kĩ năng thực hành kém sẽ ỉ lại vào các bạn khác tốt hơn trong nhóm dẫn đến phát triển không đồng đều ở các đối tƣợng học sinh; kĩ năng thực hành của giáo viên chƣa tốt và không đƣợc bồi dƣỡng thƣờng xuyên dẫn đến lúng túng trong quá trình hƣớng dẫn học sinh… Để khắc phục những nhƣợc điểm đó thì trong quá trình dạy học TN cần lƣu ý các vấn đề sau: - Giáo viên cần cân nhắc lựa chọn các nội dung dạy học TN sao cho phù hợp, TN phải đảm bảo tính vừa sức, rõ ràng, hiệu quả và an toàn với học sinh. - Giáo viên và học sinh cần chuẩn bị chu đáo các dụng cụ, mẫu vật, hóa chất cần thiết; nghiên cứu kĩ quy trình TN sao cho an toàn và chính xác. 11 - Giáo viên cần chuẩn bị hệ thống câu hỏi dẫn dắt theo tiến trình TN nhằm định hƣớng cho học sinh. - Cần phân công cụ thể nhiệm vụ tới từng nhóm, từng cá nhân, tránh tình trạng ỉ lại của một số học sinh chƣa tự giác. - TN có thể thành công hoặc không thành công, nếu không thành công cần chỉ rõ đƣợc nguyên nhân để rút kinh nghiệm cho các TN tiếp theo. - Cần phối hợp linh hoạt với các phƣơng pháp dạy học khác. - Các TN cần đƣợc đơn giản hóa cho dễ làm và phù hợp với điều kiện thực tiễn nhƣng vẫn phải giữ nguyên đƣợc bản chất khoa học. 1.2.2. Năng lực và năng lực thực nghiệm 1.2.2.1. Năng lực Khái niệm năng lực có nguồn gốc trong tiếng La tinh là “competentia”. Ngày nay khái niệm này đƣợc hiểu theo nhiều nghĩa khác nhau. Theo tác giả Phạm Minh Hạc: “Năng lực (NL) là đặc điểm tâm lí cá nhân đáp ứng đƣợc những đòi hỏi của hoạt động nhất định nào đó và là điều kiện để thực hiện có kết quả hoạt động đó” [13; tr 48]. Đinh Thị Hồng Minh với quan điểm: “NL là khả năng thực hiện có hiệu quả và có trách nhiệm các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề thuộc lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trong những tình huống khác nhau trên cơ sở kết hợp sự hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm [24; tr 6]. Nhƣ vậy: NL là khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo và các thuộc tính tâm lí cá nhân để thực hiện đƣợc hiệu quả một hoạt động nào đó phù hợp với hoàn cảnh và mục tiêu cụ thể. Trong các chƣơng trình dạy học hiện nay của các nƣớc thuộc khối OECD (tổ chức các nƣớc kinh tế phát triển), ngƣời ta sử dụng mô hình đơn giản phân chia năng lực thành hai nhóm chính là năng lực chung và năng lực chuyên biệt. 12
- Xem thêm -