Tài liệu Luận văn thạc sĩ kết hợp dạy học và nghiên cứu khoa học cho học sinh lớp 12 phần hóa học hữu cơ trung học phổ thông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHẠM THỊ THỦY KẾT HỢP DẠY HỌC VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH LỚP 12 PHẦN HÓA HỌC HỮU CƠ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM HÓA HỌC HÀ NỘI – 2013 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHẠM THỊ THỦY KẾT HỢP DẠY HỌC VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH LỚP 12 PHẦN HÓA HỌC HỮU CƠ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM HÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN HÓA HỌC) Mã số: 60 14 10 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Đặng Thị Oanh HÀ NỘI – 2013 ii LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin trân trọng cám ơn PGS.TS Đặng Thị Oanh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến * PGS.TS Trần Trung Ninh –Khoa Hóa học trường Đại học sư phạm Hà Nội; * TS Phạm Trung Thanh – Phó Hiệu trưởng trường Đại học Thành Đông – Thành phố Hải Dương; * TS Phạm Hồng Quân – Thanh tra Hóa học - Sở GD&ĐT Hải Dương; * Th.S Nguyễn Thế Mạnh – phó phòng công nghệ- thạc sỹ Khoa học môi trường - Trung tâm quan trắc và phân tích môi trường và các cán bộ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hải Dương đã cung cấp tư liệu và đóng góp nhiều ý kiến quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các Thầy, Cô giáo và học sinh của trường THPT Thành Đông, các học viên lớp Cao học lí luận và phương pháp giảng dạy môn Hóa học khóa 7 trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và hoàn thiện đề tài nghiên cứu này. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn này. Hà Nội, tháng 11 năm 2013 Tác giả Phạm Thị Thủy iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1 BĐX Bánh đậu xanh 2 BVMT Bảo vệ môi trường 3 CMHS Cha mẹ học sinh 4 NCKH Nghiên cứu khoa học 5 CĐ-ĐH Cao đẳng – Đại học 6 DHTDA Dạy học theo dự án 7 ĐC Đối chứng 8 ĐHSP Đại học Sư phạm 9 GV Giáo viên 10 HS Học sinh 11 KHKT Khoa học Kĩ thuật 12 PPDH Phương pháp dạy học 13 PPDHTDA Phương pháp dạy học theo dự án 14 PPGD Phương pháp giáo dục 15 THPT Trung học phổ thông 16 TN Thực nghiệm 17 TN-MT Tài nguyên – Môi trường 18 TNSP Thực nghiệm sư phạm iv MỤC LỤC Lời cảm ơn ................................................................................................. i Danh mục các chữ viết tắt.......................................................................... ii Mục lục...................................................................................................... iii Dang mục các bảng, hình vẽ, sơ đồ........................................................... vi MỞ ĐẦU.................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ DẠY HỌC THEO DỰ ÁN VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌC SINH THPT..................................................................................... 7 1.1. Thực trạng và định hướng đổi mới dạy học hiện nay ......................... 7 1.2. Cơ sở lí luận của dạy học theo dự án................................................... 7 1.2.1. Định nghĩa dạy học theo dự án......................................................... 7 1.2.2. Đặc điểm của dạy học theo dự án ................................................... 8 1.2.3. Quy trình tổ chức cho học sinh học theo dự án ............................... 8 1.2.4. Ưu điểm và hạn chế của dạy học theo dự án ................................... 10 1.2.5. Điều kiện để thực hiện có hiệu quả ................................................ 10 1.2.6. Các kỹ năng được phát triển ........................................................... 10 1.2.7. Nguyên tắc lựa chọn các bài để thiết kế dự án................................ 10 1.2.8. Quy trình thiết kế dự án.................................................................... 11 1.3. Cơ sở lí luận của công tác nghiên cứu khoa học.................................. 11 1.3.1. Đại cương về nghiên cứu khoa học ................................................. 11 1.3.2. Trình tự logic của nghiên cứu khoa học .......................................... 12 1.3.3. Thu thập và xử lý thông tin ............................................................. 13 1.3.4. Trình bày luận điểm khoa học ......................................................... 15 1.3.5. Đạo đức khoa học ............................................................................ 15 1.4. Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học cho học sinh THPT............ 15 1.4.1. Hoạt động nghiên cứu khoa học của học sinh THPT ..................... 15 1.4.2. Vai trò của hoạt động NCKH trong giáo dục trung học ............... 18 1.4.3. Quy trình nghiên cứu khoa học của học sinh trung học .................. 19 1.4.4. Hướng dẫn học sinh THPT nghiên cứu khoa học ........................... 23 1.5. Thực trạng của DHTDA và NCKH của HS ở một số trường THPT... 25 v 1.5.1. Thực trạng của dạy học dự án........................................................... 25 1.5.2. Thực trạng của hoạt động NCKH ở một số trường trung học.......... 27 CHƢƠNG 2: KẾT HỢP DẠY HỌC DỰ ÁN VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH LỚP 12 PHẦN HÓA HỌC HỮU CƠ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG.................................................................. 32 2.1. Mục tiêu, cấu trúc phần hóa học hữu cơ lớp 12 Trung học phổ thông 32 2.1.1. Mục tiêu .......................................................................................... 32 2.1.2. Cấu trúc của chương trình............................................................... 32 2.2. Một số dự án dạy học hóa học hữu cơ lớp 12 Trung học phổ thông.... 32 2.3. Cơ sở khoa học của việc hướng dẫn HS THPT nghiên cứu khoa học 39 2.3.1. Nguyên tắc của hoạt động hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học 39 2.3.2. Quy trình triển khai công tác hướng dẫn HS NCKH............................. 39 2.4. Kết hợp DHTDA và NCKH cho học sinh THPT...................................... 45 2.4.1. So sánh DHTDA và hoạt động nghiên cứu khoa học của học sinh....... 45 2.4.2. Ý nghĩa của việc kết hợp NCKH và DHTDA trong giảng dạy....... 49 2.4.3. Vai trò của GV và HS trong việc kết hợp DHTDA và NCKH .............. 50 2.4.4. Điều kiện để thực hiện có hiệu quả........................................................... 51 2.5. Xây dựng một số đề tài NCKH và cách hướng dẫn học sinh thực hiện ... 53 2.5.1. Những vấn đề liên quan đến Este – Lipit.......................................... 53 2.5.2. Những vấn đề liên quan đến cacbohidrat......................................... 53 2.5.3. Những vấn đề liên quan đến Amin-Aminoaxit- Protein................... 54 2.5.4. Những vấn đề liên quan đến Polime................................................. 54 2.5.5. Một số đề tài khác............................................................................. 55 2.5.6. Một số đề tài đã tham gia Hội thi KHKT dành cho HS trung học... 55 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM........................................... 93 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm............................... 93 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm ............................................................... 93 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm................................................. 93 3.2. Kế hoạch và kết quả thực nghiệm sư phạm của tổ chức DHTDA....... 93 3.2.1. Chọn đối tượng và địa bàn thực nghiệm........................................... 93 3.2.2. Tiến hành thực nghiệm..................................................................... vi 94 3.2.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm tổ chức dạy học theo dự án............. 94 3.2.4. Kết quả từ phiếu thăm dò ý kiến của học sinh................................ 95 3.3. Kế hoạch và kết quả thực nghiệm sư phạm của hoạt động NCKH.... 97 3.3.1. Chọn đối tượng và địa bàn thực nghiệm......................................... 97 3.3.2. Đánh giá đề tài ............................................................................... 97 3.3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm về hoạt động NCKH....................... 103 3.4. Kết quả phỏng vấn ........................................................................... 105 3.5. Một số kinh nghiệm khi triển khai DHTDA kết hợp hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học.......................................................................... 107 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ.......................................................... 109 1. Kết luận chung........................................................................................ 109 2. Khuyến nghị............................................................................................ 110 3. Hướng phát triển của đề tài.................................................................... 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................ 112 PHỤ LỤC................................................................................................. 115 vii DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Bảng 2.1. Một số dự án trong chương trình hoá học hữu cơ lớp 12 THPT..... 33 Bảng 2.2. So sánh dạy học theo dự án và hoạt động NCKH của học sinh............. 46 Bảng 2.3. Các đề tài nghiên cứu khoa học liên quan đến este-lipit................. 52 Bảng 2.4. Các đề tài nghiên cứu khoa học liên quan đến cacbohidrat............ 52 Bảng 2.5. Các đề tài NCKH liên quan đến Amin-Aminoaxit- Protein............ 53 Bảng 2.6. Các đề tài nghiên cứu khoa học liên quan đến Polime.................... 53 Bảng 2.7. Các đề tài nghiên cứu khoa học khác.............................................. 54 Bảng 2.8. Kế hoạch triển khai dự án 1............................................................. 58 Bảng 2.9. Kế hoạch triển khai dự án 2............................................................. 74 Bảng 3.1. Kết quả bài kiểm tra của HS............................................................ 94 Bảng 3.2. Phân loại kết quả học tập của HS.................................................... 94 Bảng 3.3. Đánh giá dự án khoa học................................................................. 98 Bảng 3.4. Đánh giá dự án kĩ thuật................................................................... 100 Hình 3.1. Biểu đồ kết quả bài kiểm tra “Glucozo”của cặp TN- ĐC................ 95 Sơ đồ 1.1. Quy trình tổ chức cho học sinh học theo dự án............................... 9 Sơ đồ 1.2. Sơ đồ quy trình thực hiện dự án khoa học...................................... 20 Sơ đồ 1.3. Sơ đồ quy trình thực hiện dự án kĩ thuật........................................ 21 Sơ đồ 2.1. Quy trình hướng dẫn HS NCKH............................................................. 45 Sơ đồ 2.2. Mối quan hệ giữa DHTDA và NCKH........................................... 50 viii MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong quá trình xây dựng và phát triển đất nước, Việt Nam luôn coi ứng dụng và làm chủ khoa học công nghệ đưa vào đời sống là quốc sách hàng đầu để xây dựng và phát triển đất nước. Điều này đòi hỏi sự sáng tạo không ngừng của mỗi cá nhân và tập thể ở mỗi lĩnh vực hoạt động khác nhau, đặc biệt là từ thế hệ trẻ. Cùng với đó là mong mỏi ở một nền giáo dục ưu tú tập trung vào việc truyền cảm hứng, khơi dậy tài năng và giải phóng tiềm năng sáng tạo của người học bởi “Nghệ thuật tuyệt đỉnh của giáo dục là khơi dậy niềm hạnh phúc được học tập và sáng tạo” - A. Einstein. Luật Giáo dục (2005- Điều 28. Mục 2) của nước ta nhấn mạnh: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS”[18]. Để thực hiện được chủ trương đó một trong những nhiệm vụ trọng yếu là thực hiện cuộc cách mạng về phương pháp giảng dạy và học tập theo hướng phát huy cao độ tinh thần chủ động, sáng tạo, bồi dưỡng tri thức, phát huy tiềm năng ẩn chứa trong mỗi con người, đặc biệt là đào tạo bồi dưỡng thế hệ trẻ để các em có thể phát huy tối đa năng lực và tri thức của mình, biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn đóng góp cho công cuộc xây dựng đất nước. Trong các PPDH tích cực hiện nay thì PPDHTDA đáp ứng tương đối tốt các yêu cầu đổi mới PPDH theo định hướng trên. Theo đánh giá của Bộ Giáo dục và Đào tạo khi HS Việt Nam tham gia Hội thi khoa học kỹ thuật cho HS Trung học quốc tế thì “Bằng việc cho HS tham gia vào NCKH góp phần vào đổi mới phương pháp giáo dục và dạy học trong nhà trường; góp phần hình thành tính năng động, sáng tạo, khả năng vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế của HS; góp phần hình thành khả năng sáng tạo của HS”. Nói một cách cụ thể là bản chất của sự đổi mới PPGD bằng cách làm cho HS từng bước tiếp cận với phương pháp NCKH để biến quá trình đào tạo thành quá trình tự đào tạo [22]. Nhưng làm thế nào để HS trong nhà trường phổ thông nhận thức đúng đắn về hoạt động NCKH, có những hiểu biết về lí luận NCKH, vận dụng các phương 1 pháp để tiến hành nghiên cứu một đề tài khoa học? Không thể thiếu vai trò hướng dẫn, tổ chức, định hướng của GV cũng như sự phối hợp giữa nhà trường phổ thông gắn với các trường đại học, các viện nghiên cứu để giúp các em nghiên cứu, để đào tạo các em dần trở thành nhà khoa học. Cũng từ hoạt động này GV có thể thay đổi cách dạy học, bản thân cũng tự thấy phải năng động hơn, tìm tòi đổi mới cách thức dạy học cũng như hướng dẫn HS NCKH. Chính vì vậy nghiên cứu đề tài: “Kết hợp dạy học và nghiên cứu khoa học cho học sinh lớp 12 phần Hóa học hữu cơ Trung học phổ thông” là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, phù hợp với định hướng đổi mới PPDH hiện nay, dẫn dắt các em HS vào con đường NCKH chân chính và sáng tạo. 2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu 2.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu về dạy học theo dự án Đầu thế kỷ 20, các nhà sư phạm Mỹ (Woodward; Richard; J.Dewey; W.Kilpatrick) đã xây dựng cơ sơ lý luận cho PPDHTDA và coi đó là PPDH quan trọng để thực hiện quan điểm dạy học lấy HS làm trung tâm[12]. Với ưu điểm vượt trội, DHTDA đã và đang thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu, một số bài viết và công trình nghiên cứu chúng tôi trình bày trong phần sau đây: 1. Dạy và học tích cực – Một số phương pháp và kĩ thuật dạy học (2012) là cuốn sách được biên soạn trong dự án Việt Bỉ. Tài liệu giới thiệu một số phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực nhằm phát huy tính tích cực của HS như phương pháp học theo gốc, học theo hợp đồng đặc biệt trình bày khá sâu về PPDHTDA đang rất được quan tâm.[12] 2. “Vận dụng dạy học theo dự án trong dạy học hóa học phần hóa học hữu cơ ở trường THPT nhằm phát huy tính tích cực, chủ động học tập của học sinh” của Ngô Lan Phương (2011), Khóa 20, Trường ĐHSP TPHCM [20]. Tác giả đã trình bày tương đối đầy đủ cơ sở lí luận của PPDHTDA; sưu tầm được nhiều tư liệu bổ ích trong dạy học phần Hóa hữu cơ đặc biệt chương trình lớp 11, mang tính thực tiễn cao có thể vận dụng trong DHTDA. 3. Luận văn thạc sĩ giáo dục học: “Phát triển năng lực chủ động tích cực học tập của học sinh trong dạy học hoá học thông qua hình thức dạy học dự án” của Đặng Thị Minh Thu (2009), ĐHSP Hà Nội [23]. 2 Trong luận văn, tác giả xây dựng được các dự án (chủ đề) hóa học gắn bài học với những vấn đề liên quan đến thực tiễn đời sống, đưa các dự án đó vào trực tiếp dạy học trong chương trình hóa học THPT và đánh giá hiệu quả của việc sử dụng PPDHTDA. Tiếp theo, tác giả đã khảo sát và đánh giá năng lực được phát triển ở học sinh thông qua quá trình học tập theo dự án. Qua các đề tài chúng ta cũng đã có được phần nào đầy đủ những nghiên cứu về cơ sở lí luận của DHTDA, những thuận lợi và khó khăn khi áp dụng DHTDA và tính khả thi của hình thức dạy học này ở Việt Nam. 2.2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu khoa học Trên Thế giới, Intel ISEF là hội thi khoa học lớn nhất thế giới dành cho học sinh phổ thông từ lớp 9 – 12, ở 17 lĩnh vực nghiên cứu khoa học khác nhau nhằm tăng cường hiệu quả và sáng kiến sử dụng công nghệ trong dạy và học, sự thông thạo và kỹ năng giải quyết vấn đề ở giới trẻ, thúc đẩy sự tiến bộ trong dạy và học các môn khoa học, toán học, kỹ thuật, v.v… [34] Ở Việt Nam, nghiên cứu các vấn đề về lí luận công tác NCKH từ trước đến nay đã có nhiều sách tham khảo hoặc giáo trình cho các GV và sinh viên như: 1. PGS.TS. Vũ Cao Đàm (2011), Giáo trình phương pháp luận nghiên cứu khoa học. Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam. [13] 2. PGS.TS.Phạm Viết Vượng (2001), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội. [30] 3. TS. Phạm Trung Thanh, Th.S. Nguyễn Thị Lý (2000), Phương pháp thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học trong sinh viên. NXB khoa học và kỹ thuật. [22] Các tài liệu trên về cơ bản đều đã chỉ ra cơ sở lý luận về công tác NCKH nói chung, cách thực hiện và trình bày một đề tài NCKH nhưng lại hầu hết là tập trung hướng dẫn sinh viên NCKH. Còn với đối tượng là HS THPT, qua thành công của Việt Nam tại Hội thi KHKT đặc biệt từ năm 2012 càng khẳng định khả năng sáng tạo của HS Việt Nam với nhiều dự án rất sáng tạo và độc đáo. Để đạt được kết quả như vậy không thể thiếu vai trò hướng dẫn, tổ chức của GV, các nhà khoa học. Bộ Giáo dục và đào tạo đã tiến hành tập huấn giáo viên các trường THPT thông qua: 1.“Hội thảo – Tập huấn :Tổ chức cuộc thi khoa học kĩ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh trung học ” do TS. Vũ Đình Chuẩn – Vụ trưởng Vụ trung học Bộ 3 GD&ĐT thực hiện với nội dung chủ yếu là thảo luận thống nhất về các tiêu chí chấm các dự án dự thi của thí sinh và công tác tổ chức cuộc thi KHKT cấp tỉnh/ thành phố và cấp quốc gia dành cho học sinh trung học năm học 2012-2013 [6]. 2. TS.Vũ Anh Tuấn “Giới thiệu khung nghiên cứu và hướng dẫn học sinh trung học nghiên cứu khoa học kĩ thuật” tháng 12 năm 2012 tại Hà Nội trong đó nêu mục đích, hình thức tổ chức, nội dung, tiến trình thực hiện đề tài NCKH [28]. Nhưng thực tế, ngay bản thân một số GV vẫn còn rất mơ hồ về lí luận công tác NCKH dẫn đến lúng túng khi triển khai hướng dẫn HS thực hiện đề tài, áp dụng còn máy móc, thực sự chưa hiểu sâu bản chất và ý nghĩa của công tác NCKH của HS. Nhận xét chung Mặc dù DHTDA trong những năm gần đây đã được quan tâm nghiên cứu nhưng các công trình nghiên cứu này trong hoá học còn rất ít mới chỉ xuất hiện trong thời gian gần đây. Đặc biệt là công tác NCKH của HS chỉ thực sự được chú trọng từ khi Việt Nam tham gia Hội thi KHKT dành cho HS trung học Thế giới. Vấn đề quan trọng hơn nữa là việc kết hợp giữa DHTDA và NCKH là một hướng mới cần được nghiên cứu sâu sắc cả về cơ sở lý luận và thực tiễn bởi DHTDA và NCKH có nhiều điểm chung, điểm tương đồng nên khi được kết hợp với nhau sẽ hỗ trợ nhau, làm sâu sắc nhau đem lại hiệu quả học tập, phát triển khả năng sáng tạo, hình thành các kĩ năng, thao tác tư duy cho học sinh. 3. Mục tiêu nghiên cƣu ́ Kết hợp DHTDA và tổ chức hướng dẫn NCKH cho học sinh lớp 12 phần Hóa học hữu cơ Trung học phổ thông nhằm góp phần rèn luyện kĩ năng NCKH, vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tiễn cho HS, phát triển năng lực sáng tạo qua đó nâng cao chất lượng dạy học hóa học trong các trường THPT. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu Đề tài cầ n thực hiê ̣n nhiê ̣m vu ̣ sau: (1). Nghiên cứu về khái niệm, đặc điểm, quy trình tổ chức, ưu điểm, hạn chế, các điều kiện thực hiện dạy học theo dự án. - Nghiên cứu thực trạng DHTDA ở một số trường THPT. (2). Nghiên cứu tổng quan cơ sở lí luâ ̣n của công tác nghiên cứu khoa học 4 - Nghiên cứu m ục đích, yêu cầu, nội dung, hình thức, tiến trình thực hiện công tác hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học. - Nghiên cứu thực trạng công tác nghiên cứu khoa học của HS THPT. (3). Nghiên cứu nô ̣i dung ,cấ u trúc chương trinh và sách giáo khoa hóa ho ̣c 12 phần ̀ Hóa học hữu cơ để xây dựng nguyên tắc, quy trình triển khai, tuyể n cho ̣n thực hiện dự án học tập và đề tài hóa học có liên quan đến việc NCKH của học sinh. (4). Tổ chức hướng dẫn HS lớp 12 thực hiện dự án/ đề tài liên quan đến kiến thức phần Hóa học hữu cơ nhằ m xác đinh tính khả thitính phù hợp và hiệu quả của đề tài , . ̣ (5). Tiến hành quay video, chụp ảnh quá trình thực hiện và trao đổi với GV, HS đã tham gia các dự án, đề tài và ý kiến nhận xét của Ban giám hiệu nhà trường. 5. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu 5.1. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học môn hóa học ở trường trung học phổ thông. 5.2. Đối tƣợng nghiên cứu Kết hợp dạy học dự án và nghiên cứu khoa học cho học sinh lớp 12 THPT. 5.3. Phạm vi nghiên cứu Phần hóa học hữu cơ lớp 12 chương trình nâng cao THPT 6. Câu hỏi nghiên cứu Làm thế nào để kết hợp thực hiện dạy học theo dự án với nghiên cứu khoa học cho học sinh và từ đó thực hiện đề tài nghiên cứu ? 7 . Giả thuyết khoa học Nếu kết hợp DHTDA với tổ chức tốt tập huấn cho HS về phương pháp NCKH, đồng thời với sự hướng dẫn của GV trong quá trình tiến hành đề tài nghiên cứu thì sẽ góp phần rèn luyện kĩ năng NCKH, vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tiễn cho HS, phát triển năng lực sáng tạo qua đó nâng cao chất lượng dạy học hóa học trong các trường THPT. 8. Phƣơng pháp nghiên cƣu ́ 8.1. Nhóm phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết - Phân tích các nguồn tư liệu, số liệu sẵn có về DHTDA, NCKH nói chung, công tác NCKH của HS THPT nói riêng và đặc biệt là cách GV hướng dẫn HS NCKH và thực hiện dự án học tập. 5 8.2. Nhóm các phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra bảng hỏi: Tiến hành điều tra GV giảng dạy môn Hóa học một số trường về DHTDA, về công tác NCKH của HS và công tác hướng dẫn HS NCKH. Điều tra HS đã tham gia học tập dự án và NCKH. - Phỏng vấn sâu: Tiến hành phỏng vấn một số GV đã tham gia hướng dẫn HS NCKH; HS đã tham gia trong Hội thi Intel ISEF vừa qua để biết được phương pháp hướng dẫn HS NCKH, việc áp dụng trong thực tế có những khó khăn thuận lợi gì. - Phương pháp quan sát và tổng kết thực tiễn. 8.3. Phƣơng pháp xử lý thông tin - Sử dụng toán thống kê xác xuất để phân tích và xử lý các kết quả thực nghiệm sư phạm 9. Đóng góp mới của đề tài - Tổng quan và làm sáng tỏ về phương diện lý luận trong việc kết hợp DHTDA và NCKH cho HS THPT đồng thời chỉ rõ tầm quan trọng của công tác này trong giáo dục ở nhà trường phổ thông hiện nay. - Điều tra đánh giá thực trạng việc vận dụng DHTDA và việc triển khai NCKH cho HS ở một số trường THPT thuộc tỉnh Hải Dương, Hà Nội, Hải Phòng... - Đề xuất nguyên tắc lựa chọn nội dung, xây dựng và triển khai dự án trong học tập thuộc phần hữu cơ lớp 12 THPT. - Đề xuất một số đề tài NCKH trong chương trình hóa học hữu cơ lớp 12. Áp dụng quy trình nghiên cứu, tổ chức tập huấn phương pháp NCKH và hướng dẫn 2 đề tài cho HS lớp 12. 10.Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu , kế t luâ ̣n, khuyế n nghi ̣, tài liệu tham khảo , phụ lục, nô ̣i dung chinh của luâ ̣n văn đươ ̣c trinh bày trong 3 chương ́ ̀ Chương 1. Cơ sở lí luâ ̣n và thực tiễn của vấn đề dạy học theo dự án và nghiên cứu khoa học của học sinh THPT Chương 2. Kết hợp dạy học dự án và nghiên cứu khoa học cho học sinh lớp 12 phần Hóa học hữu cơ trung học phổ thông Chương 3. Thực nghiê ̣m sư pha ̣m 6 CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ DẠY HỌC THEO DỰ ÁN VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌC SINH THPT 1.1. Thực trạng và định hƣớng đổi mới dạy học hiện nay Chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông bước đầu thể hiện được quan điểm dạy học phân hóa, tích hợp và tính liên thông, có nhiều tiến bộ về nội dung và hình thức trình bày. Đầu tư cho giáo dục được ưu tiên, cơ sở vật chất của nhà trường từng bước được cải thiện, xã hội hóa giáo dục được đẩy mạnh. Tuy nhiên, chất lượng giáo dục phổ thông nhìn chung vẫn chưa đáp ứng được mục tiêu giáo dục cũng như yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội của đất nước trong thời kì hội nhập. Hệ thống giáo dục Việt Nam hiện nay còn “thiếu hơi thở của thời đại và hơi thở của thực tiễn” chất lượng giáo dục thấp, chưa đáp ứng được yêu cầu xã hội [45]. Giáo dục kiến thức về xã hội, kĩ năng sử dụng công nghệ thông tin, trình độ ngoại ngữ, kĩ năng thực hành lập kế hoạch, làm việc nhóm...còn kém, chưa phát huy khả năng tự học, tính chủ động sáng tạo của người học. Để thực hiện mục tiêu đổi mới giáo dục toàn diện trước hết nội dung chương trình phải đổi mới theo hướng phân hóa HS, tích hợp, giảm lí thuyết, tăng cường thực tiễn; đổi mới mạnh mẽ từ nhà trường khép kín sang giáo dục xã hội, đưa nhà trường thâm nhập vào cuộc sống. PPDH phải đổi mới theo hướng phân hóa, dạy theo hướng tương tác đa chiều, không dừng lại ở lí thuyết mà vươn tới hoạt động thực hành, trải nghiệm. HS thích thú, chủ động và tích cực tìm tòi học tập, nâng cao năng lực tự học, tạo ra môi trường học tập ở đó HS được trải nghiệm, được giải quyết các bài toán thực tế, được phát triển mọi kĩ năng cần thiết.[44] Một trong những PPDH đáp ứng được định hướng trên đó là dạy học theo dự án và tổ chức cho học sinh NCKH. 1.2. Cơ sở lí luận của dạy học theo dự án 1.2.1. Định nghĩa dạy học theo dự án Theo định nghĩa của Bộ Giáo dục Singapore “Dạy học theo dự án là hoạt động học tập nhằm tạo cơ hội cho HS tổng hợp kiến thức từ nhiều lĩnh vực học tập và áp dụng một cách sáng tạo vào thực tế cuộc sống” [12, tr.125]. 7 1.2.2. Đặc điểm của dạy học theo dự án Chủ đề của dự án gắn với thực tiễn, kết quả dự án phải có ý nghĩa thực tiễn xã hội, thu hút người học vào những dự án phức tạp trong thực tiễn xã hội, góp phần gắn việc học tập trong nhà trường với thực tiễn đời sống xã hội. Chủ đề của dự án phù hợp với hứng thú của người học, tăng cường năng lực hoàn thành những công việc quan trọng và mong muốn được đánh giá. Cơ hội cộng tác với các bạn cùng lớp, tham gia tích cực, sáng tạo và nghiêm túc. Kết quả của dự án có thể là bài báo, bài trình bày, các mô hình, thí nghiệm …[12, tr.125] 1.2.3. Quy trình tổ chức cho học sinh học theo dự án 1.2.3.1.Bước 1: Lập kế hoạch 1). Lựa chọn chủ đề GV và HS cùng nhau đề xuất ý tưởng, xác định chủ đề và mục đích của dự án. Từ chủ đề lớn, GV tổ chức hướng dẫn HS phát triển tìm các chủ đề nhỏ là vấn đề nghiên cứu cụ thể. Sơ đồ tư duy và sơ đồ câu hỏi 5W1H là công cụ hiệu quả xác định, lựa chọn ý tưởng cũng như những vấn đề cần giải quyết xung quanh dự án. 2). Lập kế hoạch HS cần lập kế hoạch để xác định các vấn đề cần nghiên cứu liên quan đến tiểu chủ đề nhằm giải quyết trả lời câu hỏi nghiên cứu và phân công nhiệm vụ trong nhóm. Ai sẽ làm nhiệm vụ gì và thời hạn hoàn thành, xác định phương tiện và dự kiến sản phẩm. Sau khi lập được kế hoạch các nhóm cử đại diện trình bày, các nhóm khác và GV bổ sung ý kiến, HS chỉnh sửa hoàn thiện kế hoạch. Sau đó GV hướng dẫn HS cách thực hiện dự án, tổng hợp kết quả, trình bày báo cáo, đánh giá rút kinh nghiệm. GV cần cung cấp cho mỗi nhóm sổ theo dõi dự án. 1.2.3.2.Bước 2: Thực hiện dự án 1).Thu thập thông tin: Theo nhiệm vụ đã được phân công, các thành viên trong nhóm thu thập thông tin từ sách báo, internet, làm thực nghiệm, điều tra, phỏng vấn...Các phương tiện hỗ trợ cần sử dụng như: phiếu phỏng vấn, phiếu ghi dữ liệu, phiếu thiết kế các hoạt động thực nghiệm, máy ghi âm, máy ảnh,... 2). Xử lí thông tin Sau khi đã thu thập được các dữ liệu cần tiến hành xử lí dữ liệu bằng bảng, biểu đồ, sơ đồ, so sánh, đối chiếu....Trong nhóm thường xuyên trao đổi thảo luận để 8 tập hợp dữ liệu, giải quyết vấn đề, kiểm tra tiến độ. Đồng thời xin ý kiến của GV cần sự giúp đỡ kịp thời để đảm bảo tiến độ và hướng đi của dự án. 1.2.3.3.Bước 3: Tổng hợp báo cáo sản phẩm 1). Xây dựng sản phẩm Các thành viên trong nhóm cùng tổng hợp tất cả các kết quả đã phân tích thành sản phẩm cuối cùng, có thể trình bày dưới nhiều dạng khác nhau: bài thuyết trình, đóng kịch, hát, trưng bày triển lãm, powerpoint... 2). Trình bày báo cáo sản phẩm GV tổ chức cho HS trình bày các sản phẩm đã làm. Không nên để một HS phụ trách báo cáo mà nên chia nhỏ để nhiều thành viên cùng được có cơ hội thể hiện khả năng của mình. Trong buổi này, GV nên kêu gọi các chuyên gia liên quan đến dự án, ban giám hiệu tham gia và đặt câu hỏi, cũng như đưa ý kiến nhận xét, góp phần làm cho buổi báo cáo thêm sinh động, hấp dẫn và thiết thực. 3). Đánh giá rút kinh nghiệm GV thiết kế cho các nhóm tự chấm điểm và chấm điểm lẫn nhau, đánh giá sản phẩm của từng nhóm. GV tổng kết các phiếu tự đánh giá của các nhóm, nhận xét, cho điểm từng nhóm và rút kinh nghiệm [12, tr 132-140]. Một bài dạy truyền thống Thực tiễn cuộc sống Xây dựng bản kế hoạch dạy học dự án Kế hoạch hoạt động GV Kế hoạch hoạt động HS Đề ra tiêu chí đánh giá Sản phẩm dự án Kết quả là sự phát triển các năng lực, kĩ năng của học sinh Sơ đồ 1.1: Quy trình tổ chức cho học sinh học theo dự án 9 1.2.4. Ƣu điểm và hạn chế của dạy học theo dự án Các đặc điểm của DHTDA đã thể hiện những ưu điểm của PPDH này đó là: Gắn lý thuyết với thực hành, phát triển kĩ năng phát hiện và giải quyết vấn đề cho người học, kích thích động cơ, hứng thú học tập của người học. Tuy nhiên, DHTDA cũng có những hạn chế và thách thức nhất định như DHTDA không phù hợp trong việc truyền thụ tri thức lý thuyết mang tính hệ thống cũng như rèn luyện hệ thống kỹ năng cơ bản, mất nhiều thời gian, đòi hỏi phương tiện vật chất và tài chính phù hợp, yêu cầu GV phải có trình độ chuyên môn và nghiệp vụ sư phạm, tích cực, yêu nghề [12, tr.150]. 1.2.5. Điều kiện để thực hiện có hiệu quả Bài học được thiết kế cẩn thận, lôi cuốn HS vào những nhiệm vụ mở và có tính thực tiễn cao. GV giữ vai trò người hỗ trợ, hướng dẫn. HS hợp tác làm việc với nhau trong các nhóm, phát huy tối đa năng lực cá nhân khi đảm nhận những vai trò khác nhau. Dự án có các mục tiêu rõ ràng và tập trung vào những hiểu biết của HS sau quá trình học. Dự án phải gắn với đời sống thực tế của HS [12, tr.150]. 1.2.6. Các kỹ năng đƣợc phát triển Kỹ năng thu thập và xử lý thông tin: bao hàm những khả năng rút ra những thông tin từ một tư liệu và ghi chép từ một thông báo hay bài phát biểu. Kỹ năng giao tiếp: như vấn đáp, lắng nghe tích cực, tiếp nhận và phản hồi thông tin, xử lý tình huống, giải quyết mâu thuẫn, hợp tác và hỗ trợ trong nhóm. Kỹ năng tư duy sáng tạo: Thông qua những sản phẩm tư duy của HS như: các cuộc thảo luận, các bảng biểu, sơ đồ, và những ghi chép, GV có thể biết được nhiều điều về quá trình tư duy của HS, lựa chọn PPDH phù hợp cho đối mỗi tượng là cá nhân hay nhóm HS. Kỹ năng trình bày: Tạo ra một bài thuyết trình là một nghệ thuật. Đó là khả năng của những người thuyết trình trong quá trình truyền đạt thông tin một cách hấp dẫn và cách dẫn dắt nội dung thông tin nhằm thu hút nhiều người nghe hơn và trình bày thông tin đầy đủ và chính xác trong một khoảng thời gian ngắn [23, tr.25-28]. 1.2.7. Nguyên tắc lựa chọn các bài để thiết kế dự án - Các bài để thiết kế dự án phải nằm trong nội dung chương trình. - Làm cho các em quan tâm, khơi gợi được hứng thú của các em. 10 - Phải có ý nghĩa thực tiễn nhất định, có liên hệ với thực tế, môi trường, xã hội. - Phải vừa sức, phù hợp với năng lực học sinh và không tạo áp lực nặng nề về thời gian cho các em. - Các sản phẩm của dự án có thể thực hiện được và rõ ràng. 1.2.8. Quy trình thiết kế dự án Bước 1: Xác định mục tiêu học tập Để đảm bảo dự án thiết kế đạt được các chuẩn học tập được yêu cầu trong quá trình giảng dạy, GV cần làm những việc sau đây: - Tìm và đọc lại chuẩn kiến thức và kĩ năng trong bài dạy. - Đưa ra ý tưởng dự án phù hợp với một số kiến thức và kĩ năng cụ thể. - Phát triển một ý tưởng dự án vừa hướng đến những kiến thức và kĩ năng vừa có thể kết nối với thực tế cuộc sống. - Ghi lại ý tưởng dự án và các chuẩn kiến thức và kĩ năng có liên quan. Bước 2: Lập kế hoạch đánh giá Các tiêu chuẩn đánh giá gồm: đánh giá quá trình học tập, đánh giá sản phẩm, kỹ năng của HS, đánh giá nhóm. Bước 3: Tổ chức cho học sinh học theo dự án Các hoạt động trong buổi 1 (buổi lập kế hoạch): Tổ chức cho HS lựa chọn chủ đề, xậy dựng tiểu chủ đề, lập kế hoạch các nhiệm vụ học tập. Các hoạt động thực hiện dự án: Thu thập, xử lí và tổng hợp thông tin, xây dựng sản phẩm. Các hoạt động trong buổi 2 (buổi tổng hợp báo cáo sản phẩm): Báo cáo trình bày sản phẩm, đánh giá và tổng kết dự án. 1.3. Cơ sở lí luận của công tác nghiên cứu khoa học 1.3.1. Đại cƣơng về nghiên cứu khoa học Khái niệm khoa học: Khoa học là hệ thống tri thức của sự vật, hiện tượng, quá trình trong tự nhiên, xã hội và tư duy, mà những tri thức trong hệ thống này có được dựa trên những NCKH (chứ không phải dựa trên những kinh nghiệm). Khoa học còn bao gồm hệ thống tri thức về những biện pháp tác động đến thế giới xung quanh làm biến đổi thế giới đó phục vụ cho lợi ích của con người [24, tr.36]. 11 Nghiên cứu khoa học là sự phát hiện bản chất sự vật, phát triển nhận thức khoa học về thế giới; hoặc là sáng tạo phương pháp mới và phương tiện kỹ thuật mới để làm biến đổi sự vật phục vụ cho mục tiêu hoạt động của con người [13,tr.35]. Phương pháp nghiên cứu khoa học là con đường, cách thức nghiên cứu để đặt ra câu hỏi khoa học, giải quyết vấn đề thông qua quan sát và thực nghiệm [24,tr.37]. 1.3.2. Trình tự logic của nghiên cứu khoa học NCKH, bất kể trong NCKH tự nhiên, khoa học xã hội hoặc khoa học công nghệ đều tuân theo một trật tự lôgic xác định, bao gồm các bước sau: 1. Lựa chọn chủ đề nghiên cứu và đặt tên đề tài 2. Xác định mục tiêu nghiên cứu 3. Xây dựng giả thuyết nghiên cứu 4. Chứng minh giả thuyết 5. Lựa chọn phương pháp chứng minh giả thuyết. [13,tr.47] 1.3.2.1. Lựa chọn chủ đề và đặt tên đề tài (1). Ý tưởng nghiên cứu Ý tưởng nghiên cứu thường được hình thành trong các tình huống như: Trong giải quyết công việc hàng ngày, qua đọc sách báo, trong các buổi tranh luận hoặc các câu hỏi đặt ra của người khác... (2). Lựa chọn đề tài Từ các ý tưởng đó sẽ hướng người nghiên cứu đến lựa chọn đề tài. Việc lựa chọn đề tài có một ý nghĩa rất quan trọng. Có thể xem xét việc lựa chọn đề tài theo một số tiêu chí sau: Đề tài có ý nghĩa khoa học không? có ý nghĩa thực tiễn không? có cấp thiết phải nghiên cứu không? có phù hợp với sở thích không? (3). Đặt tên đề tài Tên đề tài phải phản ánh cô đọng nhất nội dung nghiên cứu của đề tài. Tên đề tài phải thể hiện được mục tiêu nghiên cứu, có thể ghi rõ phương tiện thực hiện, có thể chỉ rõ môi trường thực hiện. 12