Tài liệu Phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh trung học phổ thông thông qua dạy học hóa học tt

v BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI PHẠM THỊ KIM NGÂN Ph¸t triÓn n¨ng lùc t×m tßi nghiªn cøu khoa häc CHO häc sinh Trung häc phæ th«ng th«ng qua d¹y häc Hãa häc Chuyên ngành: LL&PPDH bộ môn Hoá học Mã số: 9140111 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI – 2018 Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1.TS. CAO THỊ THẶNG 2. PGS.TS. LÊ THỊ HỒNG HẢI Phản biện 1: PGS.TS Cao Cự Giác Phản biện 2: PGS.TS Phùng Quốc Việt Phản biện 3:PGS.TS Vũ Quốc Trung Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội vào hồi …..giờ … ngày … tháng… năm 2018 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. 2. 3. 4. 5. 6. Phạm Thị Kim Ngân (2014), “Phát triển năng lực khoa học của học sinh Trung học phổ thông thông qua dạy học tích hợp”, Kỷ yếu hội thảo nâng cao năng lực đào tạo giáo viên dạy học tích hợp Khoa học tự nhiên. Trường Đại học sư phạm Hà nội, tháng 11/2014, tr 119-125. Phạm Thị Kim Ngân (2015), “Phát triển năng lực nghiên cứu khoa học của học sinh thông qua thiết kế các hoạt động học tập hóa học”, Tạp chí Hóa học ứng dụng, số chuyên đề kết quả nghiên cứu khoa học, số 1/2015, tr.16-19 . Phạm Thị Kim Ngân, Nguyễn Đình Hùng (2016), “Bước đầu áp dụng phương pháp “Bàn tay nặn bột” nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học của Học sinh Trung học phổ thông”, Tạp chí Hóa học và ứng dụng, số chuyên đề nghiên cứu khoa học, số 1/2016, tr.8-13. Cao Thị Thặng, Phạm Thị Kim Ngân (2016), “Một số đề xuất bước đầu về phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông thông qua dạy học Hóa học ở trường phổ thông’’, Tạp chí Khoa học Giáo dục, số 127, tháng 4-2016 tr 13-15. Cao Thị Thặng, Phạm Thị Kim Ngân (2017), “Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh Trung học phổ thông trong môn Hoá học’’, Kỉ yếu hội thảo khoa học quốc tế chuyên ngành Phát triển năng lực sư phạm đội ngũ giáo viên Khoa học tự nhiên đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục phổ thông, tháng 12/2017, tr 207-218. Phạm Thị Kim Ngân, Cao Thị Thặng (2017), “Thiết kế và hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học nhằm phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh Trung học phổ thông trong dạy học Hoá học’’, Kỉ yếu hội thảo khoa học quốc tế chuyên ngành Phát triển năng lực sư phạm đội ngũ giáo viên Khoa học tự nhiên đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục phổ thông, tháng 12/2017, tr 381-392. 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Phát triển năng lực (NL) cho học sinh (HS) là mục tiêu quan trọng của Giáo dục phổ thông trên thế giới hiện nay. Đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) với phương châm dạy học hướng vào người học đã và đang triển khai ở Việt Nam. Nghị quyết số 29 của Trung ương Đảng khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo [1] nêu rõ: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp (PP) dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người 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 người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực”. Phát triển NL là một định hướng quan trọng của việc phát triển chương trình và sách giáo khoa (SGK) phổ thông mới. Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể [5] (7-2017) của Bộ Giáo dục và Đào tạo nhấn mạnh: Thực hiện các Nghị quyết của Đảng và Quốc hội, chương trình giáo dục phổ thông mới được xây dựng theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực, tạo môi trường học tập và rèn luyện giúp người học phát triển hài hoà về thể chất và tinh thần; trở thành người học tích cực, tự tin, có ý thức lựa chọn nghề nghiệp và học tập suốt đời; có những phẩm chất tốt đẹp và NL cần thiết để trở thành người công dân có trách nhiệm, người lao động có văn hóa, cần cù, sáng tạo, đáp ứng nhu cầu phát triển của cá nhân và yêu cầu của sự nghiệp xây dựng, bảo vệ đất nước trong thời đại toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp mới. NL nghiên cứu khoa học (NCKH) là một trong những NL rất quan trọng cần phát triển cho HS phổ thông đặc biệt là HS Trung học phổ thông (THPT) vì NL NCKH là cơ sở quan trọng để phát triển các NL chung cho HS đã được Bộ Giáo dục xác định trong chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể 7- 2017 (NL tự chủ và tự học; NL giao tiếp và hợp tác; NL giải quyết vấn đề và sáng tạo) và NL chuyên môn trong môn Hóa học đã được Bộ Giáo dục xác định trong chương trình THPT môn Hóa học 2018 (NL nhận thức kiến thức khoa học hóa học; NL năng lực tìm tòi, khám phá thế giới tự nhiên dưới góc độ hoá học; NL vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn). Mặt khác, từ năm 2012 Bộ Giáo dục và Đào tạo đã tổ chức cuô ̣c thi sáng tạo khoa học kỹ thuật (KHKT) (ngày nay gọi là cuộc thi KHKT) dành cho HS Trung học, đồng thời Bộ Giáo dục và Đào tạo đã kết hợp với hội đồng Anh tổ chức triển khai và đánh giá PP giáo dục STEM (phát triển cho HS kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và Toán học) tại một số trường THPT. Điều này khẳng định tầm quan trọng việc phát triển NL NCKH cho HS THPT của Bộ Giáo dục và Đào tạo Việt Nam hiện nay. Hóa học là một trong những môn Khoa học tự nhiên (KHTN) có sự kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết với thực nghiệm (TN). Hoá học nghiên cứu về thành phần cấu trúc, tính chất và sự biến đổi của chất, đồng thời Hoá học là cầu nối các ngành KHTN như Vật lí, Sinh học, Địa chất học. Vì vậy, thông qua việc tổ chức các hoạt động học tập của HS trong dạy học hoá học có thể phát triển tốt NL NCKH cho HS. Đối với HS THPT thì NL NCKH ở mức độ chưa cao như NL NCKH của các nhà khoa học, nhà sáng chế,… mà chủ yếu ở mức độ tìm tòi (TT) NCKH. 2 Thực trạng đổi mới dạy học hóa học phổ thông cho thấy: hầu hết các GV hóa học trường THPT còn gặp khó khăn trong việc phát triển NL TT NCKH cho HS. Năng lực TT NCKH của đa số HS hiện nay còn rất hạn chế. Do đó đề tài nghiên cứu “Phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông thông qua dạy học hóa học” là một vấn đề cấp thiết về lí luận và thực tiễn, đáp ứng yêu cầu đổi mới của giáo dục hiện nay. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu làm rõ biểu hiện của NL TT NCKH, thiết kế bộ công cụ đánh giá và đề xuất một số biện pháp nhằm phát triển NL TT NCKH cho HS THPT trong dạy học hóa học, góp phần thực hiện đổi mới dạy học hóa học theo định hương phát triển NL người học, nâng cao chất lượng dạy học hóa học nói riêng và chất lượng dạy học ở trường THPT nói chung. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông trong dạy học hóa học - Lịch sử vấn đề phát triển NL TT NCKH trên thế giới và Việt Nam. - Khái niệm NL và NL TT NCKH. - Một số PPDH tích cực có thể áp dụng để phát triển NL TT NCKH cho HS THPT: PP “Bàn tay nặn bột” (BTNB) và PP dạy học dự án DHDA, nghiên cứu PP hướng dẫn HS NCKH. - Vấn đề đánh giá NL của HS THPT. - Thực trạng phát triển NL TT NCKH cho HS THPT ở Việt Nam. 3.2. Nghiên cứu đề xuất một số biện pháp phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông trong dạy học hóa học - Đề xuất khái niệm NL TT NCKH của HS THPT, cấu trúc NL TT NCKH, biểu hiện của NL TT NCKH trong dạy học hóa học. - Thiết kế bộ công cụ đánh giá NL TT NCKH của HS THPT. - Đề xuất một số biện pháp phát triển NL TT NCKH: vận dụng PP BTNB, PP DHDA, hướng dẫn HS NCKH. Thiết kế các kế hoạch bài học (KHBH) minh họa cho 3 biện pháp phát triển NL TT NCKH. 3.3. Tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP) ở một số trường Trung học phổ thông để kiểm chứng tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đã đề ra, xác định tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 4.1. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học hóa học ở trường THPT. 4.2. Đối tượng nghiên cứu - NL TT NCKH của HS THPT. - Các biện pháp phát triển NL TT NCKH cho HS THPT. 5. Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu phát triển NL TT NCKH cho HS thông qua dạy học hóa học lớp 10 và lớp 11 THPT. 6. Giả thuyết khoa học 3 Nếu làm rõ biểu hiện của NL TT NCKH, thiết kế bộ công cụ đánh giá NL TT NCKH, vận dụng PP DHDA, PP BTNB kết hợp với việc hướng dẫn HS nghiên cứu một số chủ đề Hóa học có nội dung thực tiễn trong dạy học một cách hợp lí và hiệu quả sẽ phát triển được NL TT NCKH cho HS THPT, góp phần thực hiện đổi mới dạy học hóa học theo định hướng phát triển NL người học. 7. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phối hợp các nhóm PP nghiên cứu sau: 7.1. Nhóm các phương pháp nghiên cứu lí thuyết Phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa, khái quát hoá các văn bản, tài liệu lí luận về NL, NCKH, NL TT NCKH. 7.2. Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn + Phương pháp điều tra: Khảo sát, điều tra thực trạng của việc phát triển NL TT NCKH cho HS trong dạy học hóa học. + Phương pháp chuyên gia: Trao đổi với chuyên gia để xin ý kiến về các biện pháp phát triển NL TT NCKH cho HS trong dạy học hóa học. + Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành TNSP nhằm kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất. 7.3. Phương pháp thống kê toán học: Thiết kế, đo lường thu thập dữ liệu, phân tích dữ liệu TN. 8. Những đóng góp mới của luận án 8.1. Hệ thống hóa và làm rõ các cơ sở lí luận có liên quan đến năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cũng như thực trạng, sự cần thiết phải phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh trung học phổ thông trong dạy học hóa học 8.2. Đề xuất mới - Khái niệm NL TT NCKH của HS THPT, cấu trúc NL TT NCKH, biểu hiện của NL TT NCKH trong dạy học hóa học. Từ đó thiết kế bộ công cụ đánh giá NL TT NCKH của HS THPT trong dạy học hóa học. - Ba biện pháp phát triển NL TT NCKH cho HS THPT trong dạy học hoá học, bao gồm: + Biện pháp 1: Vận dụng PP DHDA theo định hướng phát triển NL TT NCKH cho HS THPT. + Biện pháp 2: Vận dụng PP BTNB theo định hướng phát triển NL TT NCKH cho HS THPT. + Biện pháp 3: Phát triển NL TT NCKH cho HS THPT thông qua tổ chức cho HS TT NCKH. 9. Cấu trúc của luận án Luận án gồm 3 phần: Mở đầu, nội dung chính và kết luận kiến nghị. Trong phần nội dung chính được chia thành 3 chương: Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông. Chương 2: Một số biện pháp phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh trong dạy học hóa học ở trường Trung học phổ thông. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. 4 Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM TÒI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu về việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học trên thế giới và ở Việt Nam Trên thế giới và ở Việt Nam, vấn đề NL NCKH mới được chú trọng cho đối tượng là sinh viên (SV), học viên và cán bộ nghiên cứu. 1.1.1. Trên thế giới NCKH là một hoạt động để nâng cao chất lượng đào tạo các chuyên gia, các cán bộ khoa học phù hợp với yêu cầu của nền sản xuất và khoa học hiện đại và cần thiết phải nâng cao NL NCKH của SV, giảng viên và cán bộ khoa học. Hoạt động NCKH của HS Trung học được quan tâm qua cuộc thi Intel ISEF và đặc biệt những năm gần đây là sự ra đời phát triển của PP giáo dục STEM cũng đang nhận được sự đồng thuận của giáo dục nhiều nước trên thế giới góp phần nâng cao NL NCKH cho GV cũng như HS. Việc rèn kỹ năng quá trình khoa học (science process skill) cho HS đã được chú ý trong chương trình và SGK, tài liệu của nhiều nước trên thế giới, đó là cơ sở để phát triển NL TT NCKH cho HS phổ thông thông qua PP TT khám phá. 1.2.2. Ở Việt Nam Việc nghiên cứu nâng cao NL NCKH cho HS phổ thông nói chung và THPT nói riêng thông qua dạy học các môn học còn hạn chế về cả mặt lí luận cũng như thực tiễn. Cho đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu đầy đủ về lí luận và thực tiễn việc phát triển NL TT NCKH cho HS THPT thông trong dạy học hóa học, đặc biệt việc phát triển NL TT NCKH cho HS thông qua việc tổ chức cho HS tham gia NCKH đề tài có nội dung thực tiễn. 1.2. Năng lực và năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học 1.2.1. Quan điểm về năng lực, năng lực của học sinh Trung học phổ thông 1.2.1.1. Năng lực 1.2.1.2. Năng lực của học sinh Trung học phổ thông 1.2.1.3. Một số năng lực cơ bản cần phát triển cho học sinh Trung học phổ thông 1.2.2. Quan điểm về năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học 1.2.2.1. Nghiên cứu khoa học và tìm tòi nghiên cứu khoa học 1.2.2.2. Năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học a. Năng lực khoa học b. Năng lực nghiên cứu khoa học và năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học Đối với trường THPT thì việc phát triển NL TT NCKH cho HS vừa là mục tiêu vừa là phương tiện để nâng cao chất lượng dạy học các môn KHTN nói chung và môn Hóa học nói riêng. 1.3. Một số phương pháp dạy học tích cực có thể sử dụng để phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông 1.3.1. Cơ sở khoa học của các phương pháp dạy học tích cực 1.3.1.1. Thuyết hành vi 5 Theo thuyết hành vi, quá trình học tập được hiểu là quá trình thay đổi hành vi với cơ chế học tập kích thích và phản ứng. Trong dạy học hóa học, GV có thể vận dụng giúp HS rèn kỹ năng thí nghiệm thực hành, kỹ năng tự học, tự nghiên cứu, … Các PP, quan điểm dạy học vận dụng lí thuyết này được đặc biệt quan tâm và vận dụng một cách rộng rãi là: Dạy học nêu và giải quyết vấn đề, dạy học theo nhóm, dạy học bằng câu hỏi, dạy học định hướng hoạt động, dạy học theo PP nghiên cứu, dạy học khám phá,… 1.3.1.2. Thuyết nhận thức Lí thuyết nhận thức xác định cấu trúc nhận thức của con người không phải là bẩm sinh đã có mà được hình thành qua học tập, kinh nghiệm, trải nghiệm và thực tiễn. Các PP, quan điểm dạy học vận dụng lí thuyết này được đặc biệt quan tâm và vận dụng một cách rộng rãi là: Dạy học nêu và giải quyết vấn đề, dạy học theo nhóm, dạy học bằng câu hỏi, dạy học định hướng hoạt động, dạy học theo PP nghiên cứu, dạy học khám phá,… 1.3.1.3. Thuyết kiến tạo Cơ sở lí thuyết của thuyết kiến tạo là người học xây dựng kiến thức của riêng họ và thể hiện kiến thức từ trải nghiệm của mình. Việc học tập không phải diễn ra nhờ quá trình chuyển thông tin từ người dạy hay giáo trình đến bộ não người học, thay vào đó mỗi người học tự xây dựng hiểu biết hợp lí mang tính cá nhân của riêng họ. Như vậy thông qua dạy học kiến tạo, GV có thể hình thành và phát triển ở HS kỹ năng TT khám phá, kỹ năng NCKH từ đó phát triển NL TT NCKH cho HS. 1.3.2. Phương pháp dạy học dự án 1.3.2.1. Bản chất phương pháp dạy học dự án 1.3.2.2. Quy trình dạy học theo phương pháp dạy học dự án 1.3.3. Phương pháp “Bàn tay nặn bột” 1.3.3.1. Bản chất phương pháp “Bàn tay nặn bột” 1.3.3.2. Quy trình dạy học theo phương pháp “Bàn tay nặn bột” 1.3.4. Hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học 1.3.4.1. Hoạt động nghiên cứu khoa học ở trường phổ thông và vấn đề phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh Hoạt động NCKH của HS phổ thông còn hạn chế về lí luận và thực tiễn. Cho đến nay chưa có đề tài nào nghiên cứu việc tổ chức hướng dẫn HS NCKH nhằm phát triển NL tìm tòi, khám phá khoa học cho HS. 1.3.4.2. Quy trình nghiên cứu khoa học 1.4. Đánh giá năng lực của học sinh Trung học phổ thông 1.4.1. Đổi mới phương pháp hình thức kiểm tra đánh giá hiện nay 1.4.2. Nguyên tắc đánh giá năng lực học sinh 1.4.3. Một số công cụ đánh giá năng lực của học sinh Trung học phổ thông trong dạy học hoá học 1.4.3.1. Bảng kiểm quan sát 1.4.3.2. Phiếu hỏi 1.4.3.3. Phiếu đánh giá sản phẩm quá trình học tập nghiên cứu 1.4.3.4. Đề kiểm tra đánh giá năng lực 6 1.5. Thực trạng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông ở Việt Nam 1.5.1. Chương trình và sách giáo khoa Hóa học Trung học phổ thông hiện hành với vấn đề phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học - Mục tiêu: Giúp HS đạt được hệ thống kiến thức hóa phổ thông, cơ bản, hiện đại, gồm: Rèn cho HS kỹ năng hóa học, kỹ năng khoa học. Đồng thời giúp HS có ý thức trách nhiệm với gia đình, cộng đồng, xã hội, bảo vệ môi trường sống. - Nội dung: Nội dung chương trình, SGK hóa học phổ thông lớp 10,11,12 gồm những vấn đề phổ thông cơ bản tương đối hoàn thiện về hóa học đại cương, hóa vô cơ, hóa hữu cơ. - Phương pháp dạy học: PPDH môn Hóa học THPT coi trọng thực hành thí nghiệm và phát triển tư duy hóa học. - Đánh giá: Câu hỏi và bài tập ít chú trọng đến đánh giá NL của HS. Đặc biệt chưa đề cập tới việc đánh giá NL TT NCKH của HS. Tóm lại: Chương trình môn Hóa học THPT hiện hành đã có đề cập đến phát triển NL cho HS. Tuy nhiên mục tiêu nội dung cũng như PP đánh giá chủ yếu chú trọng đến kiến thức, kỹ năng và thái độ HS. Do đó nghiên cứu nội dung, đổi mới PPDH trong dạy học hóa học theo định hướng phát triển NL chung cho HS và NL TT NCKH cho HS là một vấn đề cần thiết và cấp bách. 1.5.2. Cuộc thi Khoa học kỹ thuật của học sinh Trung học Cuộc thi Khoa học kỹ thuật đã trực tiếp góp phần phát triển NL TT NCKH cho HS cũng như GV. Tuy nhiên chỉ một bộ phận nhỏ GV và HS tham gia vào hoạt động này, việc phát triển NL TT NCKH cho đại đa số HS thông qua môn KHTN là rất ít đặc biệt là môn Hóa học là chưa có. 1.5.3. Điều tra thực trạng của việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học trong dạy học Hóa học 1.5.3.1. Mục đích quá trình điều tra 1.5.3.2. Phương pháp điều tra 1.5.3.3 . Kết quả điều tra thông qua phân tích số liệu và bàn luận a. Nhận thức của giáo viên với vấn đề đổi mới phương pháp dạy học hóa học theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học ở trường phổ thông - Điều tra nhận thức của GV về vấn đề NL TT NCKH của HS THPT. - Điều tra nhận thức của GV về các tiêu chí thuộc NL TT NCKH của HS. - Điều tra vấn đề sử dụng một số PPDH tích cực để phát triển NL HS hiện nay của GV. - Điều tra vấn đề tiếp cận và nhận định vai trò của PP BTNB, PP DHDA, hướng dẫn HS NCKH trong việc phát triển NL TT NCKH cho HS. b. Vận dụng phương pháp dạy học dự án theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học trong dạy học hóa học ở trường phổ thông c. Vận dụng phương pháp bàn tay nặn bột theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học trong dạy học hóa học ở trường phổ thông d. Phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh thông qua tổ chức cho học sinh tìm tòi nghiên cứu khoa học 7 Kết quả điều tra cho thấy nhiều GV trong diện khảo sát đã được tập huấn về PP BNTB, PP DHDA, hướng dẫn HS NCKH nhưng số lượng vận dụng trong dạy học hóa học còn hạn chế và các giáo viên chưa vận dụng đầy đủ các bước trong quy trình, chưa phát huy được tính tích cực của HS nên việc vận dụng phương pháp BTNB, phương pháp DHDA và hướng dẫn HS NCKH chưa thực sự hiệu quả. Đặc biệt là GV hầu như chưa chú trọng đến việc phát triển NL TT NCKH cho HS THPT. Tiểu kết chương 1 Trong chương 1, đã trình bày kết quả nghiên cứu tổng quan về lí luận và thực tiễn phát triển NL TT NCKH trên thế giới và ở Việt Nam: Đã hệ thống hóa làm sáng tỏ một số khái niệm, thuật ngữ, PP có liên quan đến việc phát triển NL TT NCKH cho HS THPT cũng như vấn đề đánh giá NL của HS. Đã làm rõ bản chất, quy trình dạy học của PP BTNB, PP DHDA, hướng dẫn HS NCKH, vận dụng phát triển NL TT NCKH cho HS THPT. NL TT NCKH đã được nhiều nước phát triển cho đối tượng là giảng viên đại học, cho SV đại học. HS phổ thông của nhiều nước đặc biệt là các nước Âu – Mỹ được rèn kỹ năng tiến trình khoa học – kỹ năng NCKH trong dạy học các môn KHTN và môn Hóa học. Thông qua cuộc thi KHKT được tổ chức ở Mỹ và một số nước NL NCKH của HS được phát triển ở mức cao hơn. Ở Việt Nam, vấn đề NCKH nói chung và NCKH giáo dục cũng đã và đang đặt ra cho các giảng viên đại học, các cán bộ nghiên cứu trẻ và SV. Một số nhỏ HS Trung học từ lớp 9 đến lớp 12 được khuyến khích tham gia cuộc thi KHKT các cấp. Vấn đề đổi mới dạy học theo định hướng phát triển NL chung và NL chuyên biệt cho HS có liên quan chặt chẽ với NL TT NCKH đã và đang được đặt ra trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, chương trình môn KHTN ở Trung học cơ sở và chương trình môn Hóa học ở THPT. Kết quả phân tích chương trình và SGK hóa học hiện hành kết hợp với điều tra thực trạng đổi mới PPDH theo hướng phát triển NL HS cho thông qua dạy học hóa học cho thấy: Việc phát triển NL nói chung và NL TT NCKH cho HS còn chưa được quan tâm đầy đủ nên NL TT NCKH của HS còn rất hạn chế nên việc nghiên cứu phát triển NL TT NCKH cho HS thông qua dạy học hóa học là cấp thiết đáp ứng yêu cầu lí luận và thực tiễn đang đặt ra. Cơ sở lí luận và thực tiễn đã nêu ra là căn cứ khoa học để đề xuất khái niệm, cấu trúc NL TT NCKH cũng như đề xuất các biện pháp, quy trình để phát triển NL này cho HS THPT trong dạy học hóa học ở chương 2. Chương 2 MỘT SỐ BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM TÒI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1. Năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh Trung học phổ thông 2.1.1. Khái niệm năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh Trung học phổ thông 2.1.1.1. Tìm tòi nghiên cứu khoa học Khi thực hiện quy trình TT NCKH, HS sử dụng một số kỹ năng TT, khám phá theo 8 tiến trình: đặt câu hỏi cho vấn đề nghiên cứu (CHNC); từ đó xây dựng giả thuyết; lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch giải quyết vấn đề (kiểm chứng giả thuyết và trả lời câu hỏi đặt ra); trình bày kết quả nghiên cứu. Trong quá trình TTNC HS tiến hành phân tích, rút ra những đặc điểm chung và riêng của một số sự vật, hiện tượng đơn giản trong tự nhiên đồng thời sử dụng các minh chứng khoa học cần thiết và lí giải các minh chứng đó để rút ra kết luận. 2.1.1.2. Năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học NL TT NCKH của HS THPT là khả năng thực hiện tìm tòi nghiên cứu một chủ đề học tập hay thực tiễn theo quy trình NCKH của các nhà khoa học tạo ra sản phẩm có ý nghĩa với chính họ và cộng đồng. NL TT NCKH là năng lực chuyên biệt của HS có thể phát triển thông qua dạy học các môn KHTN (môn Khoa học tích hợp, môn Vật lí, môn Hóa học và môn Sinh học). Kết quả TTNC của HS chủ yếu khám phá tìm ra kiến thức mới về KHTN - sản phẩm mới đối với họ nhưng chưa phải là mới đối với nhân loại như là sản phẩm của nhà khoa học. 2.1.2. Cấu trúc năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học * Năng lực lập kế hoạch tìm tòi nghiên cứu: HS lập kế hoạch TTNC theo quy trình NCKH, điều này được thể hiện ở sản phẩm cần có là kế hoạch TTNC, gồm dự kiến hay đề xuất về: Chủ đề TTNC; Các CHNC; Giả thuyết nghiên cứu (GTNC); Phương án thực nghiệm (PATN) TTNC; Cách thức thu thập thông tin, xử lí thông tin: Công cụ thu thập và phân tích kết quả; Kết luận: “cái mới” tìm được; Cấu trúc nội dung báo cáo; Dự kiến cách trình bày kết quả TTNC theo ngôn ngữ khoa học. * Năng lực thực hiện kế hoạch tìm tòi nghiên cứu: Thể hiện rõ ở kết quả nghiên cứu tạo sản phẩm cuối cùng gồm: Chủ đề TTNC: Có tính thiết thực, thực tiễn, khả thi; Câu hỏi nghiên cứu: Thể hiện rõ định hướng và có thể tìm tòi nghiên cứu được; GTNC/dự đoán: Rõ ràng, có thể kiểm chứng được; PATN khả thi để kiểm chứng giả thuyết và trả lời cho CHNC; Tiến hành có hiệu quả theo PATN TTNC đã đề ra. Thu thập được thông tin, xử lí thông tin một cách khoa học; Rút ra kết luận: “cái mới” tìm được trên cơ sở các bằng chứng khoa học. * Năng lực viết báo cáo và trình bày kết quả nghiên cứu: Viết được báo cáo ngắn gọn, cấu trúc logic theo ngôn ngữ khoa học; Trình bày kết quả nghiên cứu làm nổi bật cái mới, đóng góp của đề tài. 2.1.3. Biểu hiện của năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh trong dạy học hóa học Biểu hiện của NL TT NCKH của HS thông qua học tập môn KHTN nói chung và môn Hóa học nói riêng được thể hiện thông qua việc thực hiện có kết quả hoạt động học tập nghiên cứu theo quy trình NCKH, cụ thể là: 1. Xác định được chủ đề TTNC: Có tính thiết thực, thực tiễn, khả thi. 2. Xác định được CHNC: Thể hiện rõ định hướng và có thể TTNC được. 3. Đề xuất được GTNC/dự đoán: Rõ ràng, có thể kiểm chứng được, phù hợp với CHNC. 4. Thiết kế được PATN TTNC khả thi để kiểm chứng giả thuyết và trả lời cho CHNC 5. Tiến hành PATN TTNC đã đề ra, kiểm chứng giả thuyết rút ra kết luận. 6. Viết được báo cáo với nội dung đầy đủ và khoa học. 7. Trình bày kết quả TTNC theo ngôn ngữ khoa học. 9 2.2. Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học 2.2.1. Tiêu chí và mức dộ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học Bảng 2.1. Tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học STT 1 2 3 4 5 Các tiêu chí của NL Mức 1: Yếu, kém < 5 điểm TT NCKH Xác định Xác định được chủ đề chủ đề TTNC chưa phù hợp, TTNC thực tiễn chưa thật khả thi. Đề xuất Không nêu được CHNC CHNC hoặc nêu câu hỏi không phải là CHNC hoặc không thể kiểm chứng bằng thực nghiệm. Đề xuất Đề xuất được GTNC GTNC chưa rõ ràng, chưa phù hợp CHNC, không thể kiểm chứng được. Thiết kế Thiết kế được PATN PATN TTNC nhưng không TTNC thể dùng kiểm chứng giả thuyết và không trả lời cho CHNC. Tiến hành PATN TTNC kiểm chứng giả thuyết và rút ra kết luận. Viết báo cáo kết quả TTNC. Tiến hành PATN TTNC đã đề ra không thành thạo, một số thí nghiệm không thành công và rút ra kết luận chưa đầy đủ. Trình bày kết quả TTNC theo ngôn ngữ khoa học. Thể hiện chưa đầy đủ mục đích nội dung, PP nghiên cứu. Hình thức trình bày không trực quan, sinh động. 6 7 Báo cáo chưa đầy đủ được tất cả quy trình và kết quả nghiên cứu.. Ngôn ngữ trình bày không đa dạng và chưa thể hiện được đóng góp “mới”. Mức độ phát triển NL TT NCKH của HS Mức 2: Trung bình Mức 3: Khá Mức 4: Tốt 5-6 điểm 7-8 điểm 9-10 điểm Xác định được chủ đề Xác định được chủ Xác định được chủ đề TTNC ít phù hợp, đề TTNC phù hợp, TTNC phù hợp, có thực tiễn và chưa thật thực tiễn nhưng tính thiết thực, thực khả thi. chưa thật khả thi. tiễn, khả thi. Đề xuất được một số Đề xuất được một Đề xuất được đầy đủ CHNC ít phù hợp thể số CHNC phù hợp, CHNC phù hợp, rõ hiện tương đối rõ rõ ràng, thể hiện ràng, trọng tâm, thể định hướng và có thể khá rõ định hướng hiện rõ định hướng TTNC được. và có thể TTNC và có thể TTNC được. được. Đề xuất được GTNC Đề xuất được Đề xuất được GTNC/ ít rõ ràng, khá phù GTNC ít rõ ràng, dự đoán: Rõ ràng, hợp CHNC, có thể phù hợp CHNC, có phù hợp với CHNC, kiểm chứng được. thể kiểm chứng có thể kiểm chứng được. được. Thiết kế được một số Thiết kế được một Thiết kế được đầy đủ PATN TTNC nhứng số PATN TTNC và PATN TTNC và có khó có thể dùng có thể dùng kiểm thể dùng kiểm chứng kiểm chứng giả chứng giả thuyết và giả thuyết và trả lời thuyết và trả lời cho trả lời cho CHNC. cho CHNC. CHNC. Tiến hành PATN Tiến hành PATN Tiến hành PATN TTNC đã đề ra tương TTNC đã đề ra khá TTNC đã đề ra thành đối thành thạo, thí thành thạo, thí thạo, đúng kỹ thuật, nghiệm thành công an nghiệm thành công thí nghiệm thành toàn kiểm chứng an toàn kiểm công an toàn, rút ra được một số GTNC chứng được GTNC kết luận khoa học và và rút ra kết luận chưa và rút ra kết luận kiểm chứng được đầy đủ. khoa học. GTNC. Báo cáo chưa đầy đủ Báo cáo khá đầy đủ Báo cáo đầy đủ được được tất cả quy trình được tất cả quy trình tất cả quy trình và kết và kết quả nghiên và kết quả nghiên quả nghiên cứu, sử cứu.. Ngôn ngữ trình cứu. Ngôn ngữ trình dụng ngôn ngữ khoa bày tương đối đa bày tương đối đa học đa dạng, làm rõ dạng thể hiện được dạng thể hiện khá đóng góp “mới”. một vài đóng góp rõ đóng góp “mới”. “mới”. Thể hiện chưa đầy đủ Thể hiện khá đầy Thể hiện đầy đủ mục mục đích nội dung, PP đủ mục đích nội đích nội dung, PP và nghiên cứu. Hình thức dung, PP nghiên kết quả nghiên cứu trình bày tương đối cứu. Hình thức logic, ngắn gon, khoa trực quan, sinh động. trình bày tương đối học. Hình thức trình trực quan, sinh bày trực quan, sinh 10 động. động. Trong 7 tiêu chí và 4 mức độ tương ứng trên, tiêu chí 1 “Xác định chủ đề TTNC” là tiêu chí tương đối cao so với NL của đại đa số HS phổ thông. Do đối tượng HS THPT chưa có khả năng tự đề xuất nên thông thường GV chủ động đề xuất giúp HS. Vì vậy tác giả chưa đưa tiêu chí 1 vào bộ công cụ đánh giá đã đề xuất. 2.2.2. Cơ sở khoa học để thiết kế công cụ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học 2.2.3. Thiết kế công cụ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học a. Mục đích Bộ công cụ dùng để đánh giá định lượng NL TT NCKH của HS thông qua các hoạt động học tập TTNC của HS. Một số công cụ dùng cho GV, cán bộ quản lí như bảng kiểm quan sát NL, phiếu hỏi GV, đề kiểm tra đánh giá NL, công cụ dùng cho HS tự đánh giá hoặc đánh giá đồng đẳng như phiếu hỏi HS hoặc công cụ dùng cho cả HS, GV và cán bộ quản lí như phiếu đánh giá sản phẩm TTNC. b. Yêu cầu Bộ công cụ phải thể hiện rõ chủ thể đánh giá, đối tượng được đánh giá và có tiêu chí cụ thể, mức độ và điểm số rõ ràng để có thể đánh giá khách quan và định lượng NL TT NCKH của HS. c. Quy trình thiết kế Bước 1: Xác định đối tượng, thời điểm, mục tiêu đánh giá Bước 2: Xác định tiêu chí và mức độ cần đánh giá cho mỗi tiêu chí Bước 3: Xây dựng các tiêu chí và mức độ đánh giá phù hợp Bước 4: Thiết kế bộ công cụ đánh giá Bước 5: Thử nghiệm và hoàn thiện d. Đề xuất bộ công cụ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học (1) Bảng kiểm quan sát học sinh BẢNG KIỂM QUAN SÁT NĂNG LỰC TÌM TÒI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌC SINH Đối tượng quan sát: ...........................................................Lớp: .................... Chủ đề học tập: ...................................................................................................... Họ và tên giáo viên đánh giá: ................................................................................ Bảng 2.2. Bảng kiểm quan sát NL TT NCKH của HS 11 Thầy/cô vui lòng quan sát nhóm học sinh, căn cứ vào bảng tiêu chí và mức độ, hãy đánh STT 1 2 3 4 5 6 Tiêu chí của năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học Mức độ của đánh giá Yếu TB Khá Tốt <5 5-6 7-8 9-10 Xác định câu hỏi nghiên cứu: Thể hiện định hướng và có thể tìm tòi nghiên cứu được. Đề xuất giả thuyết nghiên cứu: Rõ ràng, có thể kiểm chứng được, phù hợp với câu hỏi nghiên cứu. Thiết kế phương án thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu khả thi để kiểm chứng giả thuyết và trả lời cho câu hỏi nghiên cứu. Tiến hành phương án thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu đã đề ra, kiểm chứng giả thuyết rút ra kết luận. Viết báo cáo đầy đủ nội dung, khoa học. Trình bày kết quả tìm tòi nghiên cứu theo ngôn ngữ khoa học. Tổng điểm: x10/60 Xếp loại: Điểm tối đa 10 10 10 10 10 10 giá mức độ phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học bằng cách cho điểm vào ô trống phù hợp. Mức độ đánh giá: Loại Tốt: 9-10 điểm Loại Khá: 7-8,9 điểm Loại TB: 5-6,9 điểm Loại Yếu: dưới 5 điểm (2) Phiếu hỏi giáo viên và phiếu hỏi học sinh - Phiếu hỏi giáo viên: PHIẾU GIÁO VIÊN ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC TÌM TÒI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌC SINH Họ và tên GV: ................................................................... Đối tượng HS/ nhóm HS : ....................Lớp: ......................................................... Chủ đề học tập: ...................................................................................................... Thầy/Cô vui lòng quan sát bảng sau, căn cứ vào bảng tiêu chí và mức độ, hãy đánh giá dấu x vào ô tương ứng để thể hiện mức độ tìm tòi nghiên cứu của học sinh trong dạy học hóa học. Bảng 2.3. Phiếu giáo viên đánh giá NL TT NCKH của HS STT 1 2 3 4 5 6 Tiêu chí của năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học Xác định câu hỏi nghiên cứu: Thể hiện rõ định hướng và có thể tìm tòi nghiên cứu được. Đề xuất giả thuyết nghiên cứu: Rõ ràng, có thể kiểm chứng được, phù hợp với câu hỏi nghiên cứu. Thiết kế phương án thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu khả thi để kiểm chứng giả thuyết và trả lời cho câu hỏi nghiên cứu. Tiến hành phương án thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu đã đề ra, kiểm chứng giả thuyết rút ra kết luận. Viết báo cáo đầy đủ nội dung, khoa học. Trình bày kết quả tìm tòi nghiên cứu theo ngôn ngữ khoa học. Mức độ đánh giá Yếu TB Khá Tốt Ghi chú 12 Đánh giá chung - Phiếu hỏi học sinh: PHIẾU HỌC SINH TỰ ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC TÌM TÒI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Họ và tên HS: .................................................................................................... Đối tượng nhóm: ....................Lớp: .................................................................. Chủ đề học tập: ..................................................................................................... Hãy quan sát bảng sau đây và đánh dấu x vào ô tương ứng để đánh giá mức độ NL TT NCKH của em/ nhóm hoặc bạn em trong quá trình học tập hóa học: Bảng 2.4. Phiếu HS tự đánh giá NL TT NCKH Mức độ đánh giá STT 1 2 3 4 5 6 Tiêu chí của năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học Yế u TB Khá Gh i chú Tốt Xác định câu hỏi nghiên cứu: Thể hiện rõ định hướng và có thể tìm tòi nghiên cứu được. Đề xuất giả thuyết nghiên cứu: Rõ ràng, có thể kiểm chứng được, phù hợp với câu hỏi nghiên cứu. Thiết kế phương án thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu khả thi để kiểm chứng giả thuyết và trả lời cho câu hỏi nghiên cứu. Tiến hành phương án thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu đã đề ra, kiểm chứng giả thuyết rút ra kết luận. Viết báo cáo đầy đủ nội dung, khoa học. Trình bày kết quả tìm tòi nghiên cứu theo ngôn ngữ khoa học. Đánh giá chung (3) Phiếu đánh giá sản phẩm tìm tòi nghiên cứu - Phiếu đánh giá sản phẩm dự án: PHIẾU ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM DỰ ÁN (Dành cho GV hoặc HS) Nhóm học sinh: ........ Lớp: ................................................................... Tên dự án: ............................................................................................ Giáo viên hoặc học sinh đánh giá: ........................................................... Bảng 2.5. Phiếu đánh giá sản phẩm dự án TT 1 2 3 Tiêu chí Mức độ hoàn thành các tiêu chí Xác định câu hỏi nghiên cứu dự án Đề xuất giả thuyết nghiên cứu dự án Thiết kế phương án thực nghiệm tìm tòi nghiên - Tự nêu được câu hỏi nghiên cứu rõ ràng. - Có thể trả lời được bằng thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu. - Tự đề xuất được giả thuyết nghiên cứu. - Câu trả lời giả định hợp lí và có thể kiểm chứng được bằng thực nghiệm tìm tòi. - Tự đề xuất được kế hoạch dự án – phương án thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu. - Kiểm chứng được giả thuyết và trả lời được câu Điểm Điểm Tối đa 10 10 10 10 13 cứu dự án 4 5 6 Tiến hành phương án thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu dự án Viết báo cáo dự án Trình bày kết quả dự án Tổng điểm: hỏi nghiên cứu một cách khoa học. Có thể thực hiện được. - Độc lập thực hiện kế hoạch không cần sự hỗ trợ của giáo viên. - Thực hiện đúng kế hoạch đã lập và linh hoạt. - Thu thập và phân tích dữ liệu một cách khoa học: Sử dụng bảng biểu, sơ đồ phân tích khoa học, logic. - Kết quả kiểm chứng được giả thuyết nghiên cứu cứu đã nêu. - Cấu trúc báo cáo: Rõ ràng khoa học, logic. -Tranh vẽ, sơ đồ tư duy, clip, powerpoint: Sự rõ ràng của các đồ thị biểu bảng, hình ảnh và chú thích. Trả lời được các câu hỏi đặt ra chứng tỏ: - Hiểu biết cơ sở khoa học liên quan đến dự án. - Hiểu biết về điểm mạnh và hạn chế của các kết quả và các kết luận. - Sự đóng góp và hiểu biết về đề tài nghiên cứu của tất cả các thành viên. Xếp loại 10 10 10 10 10 10 100 Mức độ đánh giá: Loại Tốt: 90-100 điểm Loại Khá: 70-89 điểm Loại TB: 50-69 điểm Loại Yếu: dưới 50 điểm - Phiếu đánh giá đề tài nghiên cứu khoa học PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC (Dành cho GV hoặc HS) Nhóm: ........ Lớp: ................................................................................... Tên đề tài nghiên cứu: ............................................................................ Giáo viên hoặc học sinh đánh giá: .................................................................. Bảng 2.6. Phiếu đánh giá đề tài nghiên cứu khoa học STT 1 2 3 4 Tiêu chí Xác định câu hỏi nghiên cứu đề tài Đề xuất giả thuyết nghiên cứu đề tài Thiết kế phương án thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu đề tài Tiến hành phương án thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu đề tài Mức độ hoàn thành các tiêu chí - Nêu được câu hỏi nghiên cứu rõ ràng. - Có thể trả lời được bằng thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu. - Nêu được giả thuyết nghiên cứu. - GTNC hợp lí và có thể kiểm chứng được bằng thực nghiệm tìm tòi. - Phương án thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu rõ ràng, khả thi: Tên thí nghiệm, mục đích, dụng cụ, nguyên liệu. - Thiết kế thực nghiệm tìm tòi rõ ràng, khoa học, khả thi. Lấy nguyên liệu/ hóa chất; cách tiến hành; lưu ý khi thực hiện; cách thu thập dữ liệu/số liệu/ thông tin. - Thực hiện đúng phương án đã lập; giải quyết vấn đề nảy sinh một cách khoa học. - Thu thập và phân tích dữ liệu khoa học: Áp dụng phương pháp thống kê toán học phù hợp. - Kết quả kiểm chứng được giả thuyết nghiên cứu. Điểm Điểm tối đa 10 10 10 10 10 10 14 5 6 Viết được báo cáo đề tài Trình bày kết quả đề tài Tổng điểm: - Cấu trúc báo cáo: rõ ràng, khoa học, logic. - Có áp phích (poster) hoặc tranh vẽ, sơ đồ tư duy, clip, powerpoint,.. - Sự bố trí logic của sản phẩm và tài liệu. - Sự rõ ràng của các đồ thị và chú thích. - Sự hỗ trợ hợp lí của các tài liệu trưng bày. - Làm rõ điểm mới của đề tài. - Có minh chứng rõ ràng, cụ thể. - Phân tích kết quả khoa học, định lượng, thuyết phục. - Thể hiện sự sáng tạo. Trả lời các câu hỏi có cơ sở khoa học, có lập luận và minh chứng rõ ràng. Xếp loại: 10 10 10 10 100 Mức độ đánh giá: Loại Tốt: 90-100 điểm Loại Khá: 70-89 điểm Loại TB: 50-69 điểm Loại Yếu: dưới 50 điểm (4) Đề kiểm tra đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học - Yêu cầu: Câu hỏi và bài tập hóa học phải đánh giá phù hợp với các tiêu chí của NL TT NCKH, không phải là những câu hỏi kiểm tra kiến thức kỹ năng đã có trong SGK, sách giáo viên, sách tham khảo hiện nay. - Đề kiểm tra đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cuối lớp 10 - Đề kiểm tra đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cuối lớp 11 2.3. Một số biện pháp phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông trong dạy học hóa học 2.3.1. Biện pháp 1: Vận dụng phương pháp dạy học dự án theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông 2.3.1.1. Phương pháp dạy học dự án và khả năng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh Giữa quy trình học theo dự án và quy trình TT NCKH của HS có những điểm tương đồng. Có thể vận dụng DHDA theo quy trình TT NCKH sẽ là PP hiệu quả có thể phát triển NL TT NCKH cho HS. 2.3.1.2. Quy trình thực hiện dạy học dự án theo hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Bước 1: Lập kế hoạch dự án 1. Xác định chủ đề dự án – xác định chủ đề nghiên cứu - Chọn chủ đề lớn: HS tự đề xuất chủ đề dự án hoặc theo gợi ý của giáo viên liên quan đến nội dung học tập. - Nhóm HS phát triển các chủ đề nhỏ theo kỹ thuật sơ đồ tư duy, KWL hoặc 5W1H. HS thảo luận và lựa chọn tiểu chủ đề theo sơ thích và NL: HS đưa ra tên dự án của nhóm (tiểu chủ đề). - Phát triển ý tưởng của chủ đề nhỏ: Sử dụng kỹ thuật sơ đồ tư duy, 5W1H. 2. Đề xuất câu hỏi nghiên cứu dự án - Xác định vấn đề đã biết và vấn đề cần nghiên cứu, vấn đề sẽ học được theo kĩ thuật KWL. - Đề xuất CHNC, thảo luận và hoàn thiện câu hỏi nghiên cứu. 15 3. Lập kế hoạch thực hiện dự án – lập kế hoạch nghiên cứu - Đề xuất GTNC: Dự kiến câu trả lời cho các CHNC. Chọn giả thuyết có thể kiểm chứng được. - Đề xuất PATN TTNC để kiểm chứng giả thuyết và trả lời cho CHNC. + Trách nhiệm của các thành viên: Nhóm trưởng, thư ký, các thành viên. + Xác định mục tiêu dự án. + Đề xuất có lập luận: Tên thí nghiệm, nội dung điều tra, phỏng vấn. + Dự kiến phương tiện, nguồn lực TN: Dụng cụ, máy móc, hóa chất, nguyên vật liệu, địa điểm, thời gian, hỗ trợ … + Cách thu thập dữ liệu và phân tích kết quả. + Dự kiến sản phẩm cụ thể, thời gian hoàn thành. Bước 2: Thực hiện kế hoạch dự án (thực nghiệm, điều tra) – thực hiện nghiên cứu - Tiến hành TN hóa học, điều tra, phỏng vấn, tìm thông tin: HS chủ động TN, GV theo dõi và trao đổi với các nhóm HS để hỗ trợ hoặc điều chỉnh kịp thời. - Thu thập thông tin: Thu thập minh chứng, số liệu TN, kết quả điều tra phỏng vấn, tranh ảnh và clip. - Xử lí thông tin: Kết quả TN, phân tích kết quả điều tra, phỏng vấn, phân tích và xử lí thông tin một cách khoa học. - Thảo luận trong nhóm: Trao đổi và xin ý kiến giáo viên hướng dẫn. - Kết luận: + So sánh kết quả TN với CHNC, GTNC để kiểm chứng sự đúng đắn của giả thuyết đã nêu ra. + Rút ra kết luận sơ bộ. Bước 3: Tổng hợp kết quả, viết báo cáo và trình bày kết quả - Mỗi cá nhân hoặc nhóm viết báo cáo về nhiệm vụ và sản phẩm của mình bao gồm cả kênh chữ, kênh hình, phiếu điều tra khảo sát, kết quả TN TT... - Tổng hợp kết quả dự án: Nhóm trưởng tổng hợp kết quả từ các thành viên, hình thành sản phẩm của nhóm. - Viết báo cáo kết quả dự án: + Lập đề cương báo cáo. + Nhóm trưởng hoặc thư kí viết báo cáo: sử dụng ngôn ngữ khoa học đa dạng phong phú, kênh chữ hình theo một cấu trúc logic. + Thảo luận trong nhóm, xin ý kiến giáo viên và hoàn thiện. - Trình bày kết quả dự án trước lớp: + Lựa chọn hình thức báo cáo phù hợp với điều kiện trang thiết bị cơ sở vật chất. + Trình bày sản phẩm dự án. - Đánh giá kết quả dự án: HS tự đánh giá, GV nhận xét theo bảng tiêu chí đánh giá. - Đánh giá NL TT NCKH, thu thập dữ liệu thô: + GV hoàn thiện phiếu hỏi, bảng kiểm quan sát, đánh giá hồ sơ dự án của mỗi nhóm. + HS trả lời phiếu hỏi, làm bài kiểm tra hóa học về nội dung tương ứng. + Tổng hợp kết quả bài kiểm tra, phiếu đánh giá, bảng kiểm, quy điểm trung bình. + Phân tích dữ liệu theo PP thống kê toán học. 16 + Thảo luận kết quả rút ra kết luận. 2.3.1.3. Thiết kế kế hoạch bài học dạy học dự án theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh a. Yêu cầu kế hoạch bài học dạy học dự án theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh b. Quy trình thiết kế kế hoạch bài học dạy học dự án theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh c. Lựa chọn nội dung dạy học dự án 2.3.1.4. Kế hoạch bài học minh họa Dự án 1: Oxi - Lưu huỳnh và hợp chất (Hóa học 10), kí hiệu KHBH: TN4. Dự án 2: Công nghiệp silicat (Hóa học 11), kí hiệu KHBH: TN7. 2.3.2. Biện pháp 2: Vận dụng phương pháp “Bàn tay nặn bột” theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông 2.3.2.1. Phương pháp “Bàn tay nặn bột” và khả năng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Dạy học hóa học dựa trên tìm tòi nghiên cứu là một phương pháp dạy và học môn khoa học tự nhiên xuất phát từ sự hiểu biết về cách thức học tập của HS, bản chất của NCKH hóa học và sự xác định các kiến thức cũng như kỹ năng về Hóa học mà HS cần nắm vững. Các pha trong dạy học theo phương pháp BTNB có nhiều điểm tương đồng với quá trình NCKH của các nhà khoa học và TT NCKH của HS. 2.3.2.2. Quy trình thực hiện phương pháp “Bàn tay nặn bột” theo hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông Pha 1: Tình huống xuất phát và câu hỏi nêu vấn đề: Xác định vấn đề nghiên cứu: Hình thành câu hỏi lớn của bài học. Pha 2: Hình thành câu hỏi nghiên cứu của học sinh: - HS bộc lộ các quan niệm ban đầu về vấn đề nghiên cứu tìm tòi. - Đề xuất các CHNC: HS đề xuất những vấn đề cần nghiên cứu tìm tòi. Pha 3: Xây dựng giả thuyết và thiết kế phương án thực nghiệm tìm tòi: - Xây dựng giả thuyết: HS tự tìm câu trả lời giả định cho câu hỏi nghiên cứu hay xây dựng giả thuyết nghiên cứu cho vấn đề nghiên cứu tìm tòi - Thiết kế phương án thực nghiệm: + Ý tưởng, dự kiến phương án (thông thường là thí nghiệm thực do HS tự tiến hành). + Dự kiến tên thí nghiệm, cách tiến hành, dự đoán hiện tượng, những lưu ý để thí nghiệm thành công, phân công nhiệm vụ các thành viên. + Cách tổng hợp kết quả thí nghiệm: Bảng biểu, hình vẽ, ... Pha 4: Tiến hành thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu: - Lựa chọn hóa chất dụng cụ (chính xác đầy đủ) cần thiết cho thí nghiệm. - Tiến hành TN tìm tòi nghiên cứu. HS các nhóm có thể tiến hành theo các cách khác nhau các cách đó đều phải được sự cho phép của giáo viên. - Phát hiện và giải quyết vấn đề nảy sinh trong quá trình tiến hành thí nghiệm. - Thu thập, xử lý kết quả: Quan sát, mô tả hiện tượng, giải thích, viết phương trình hoá học và ghi kết quả vào vở thí nghiệm theo bảng tự thiết kế. - Kiểm chứng giả thuyết. 17 Pha 5: Kết luận và hợp thức hoá kiến thức: - Kết luận, bổ xung thông tin (tư liệu, sách giáo khoa, hoàn thiện, hợp thức hóa kiến thức). - Viết báo cáo kết quả TN TT. - Trình bày kết quả TN TT. - Đánh giá NL TT NCKH của HS. 2.3.2.3. Thiết kế kế hoạch bài học theo phương pháp “Bàn tay nặn bột” nhằm phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh a. Yêu cầu kế hoạch bài học theo phương pháp “Bàn tay nặn bột” nhằm phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh b. Quy trình thiết kế kế hoạch bài học theo phương pháp “Bàn tay nặn bột” nhằm phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh c. Lựa chọn nội dung dạy học theo phương pháp “Bàn tay nặn bột” 2.3.2.4. Kế hoạch bài học minh họa Chủ đề 1: Tính chất hóa học của amoniac (Kí hiệu KHBH TN5). Chủ đề 2: Tính chất hóa học của axit nitric (Kí hiệu KHBH TN6). Chủ đề 3: Tính chất hóa học của phenol (Kí hiệu KHBH TN8). 2.3.3. Biện pháp 3: Phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh thông qua tổ chức cho học sinh tìm tòi nghiên cứu khoa học 2.3.3.1. Tổ chức cho học sinh tìm tòi nghiên cứu khoa học và khả năng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh HS tham gia trực tiếp nghiên cứu một chủ đề cụ thể theo quy trình tìm tòi nghiên cứu sẽ có tác dụng tốt đối với phát triển NL TT NCKH của HS. Kết quả nghiên cứu tìm tòi một đề tài nhỏ thường tạo ra sản phẩm hữu ích cho HS và cho cộng đồng. 2.3.3.2. Quy trình tổ chức cho học sinh tìm tòi nghiên cứu khoa học Bước 1: Định hướng tìm tòi nghiên cứu và xác định sơ bộ tên đề tài nghiên cứu - GV đưa ra định hướng TTNC cho HS. - HS thảo luận hình thành ý tưởng TTNC và xác định tên đề tài nghiên cứu. Bước 2: Nêu câu hỏi nghiên cứu, giả thuyết nghiên cứu và chính xác hóa tên đề tài nghiên cứu - Nêu một số kết quả nghiên cứu đã có có liên quan: HS nghiên cứu tổng quan. - Đề xuất câu hỏi nghiên cứu: HS đề xuất CHNC cho vấn đề nghiên cứu. - Xây dựng giả thuyết nghiên cứu cho vấn đề nghiên cứu. Bước 3: Lập kế hoạch tìm tòi nghiên cứu - Thu thập thông tin có liên quan: nghiên cứu tổng quan. - Đề xuất PATN gồm: + Tiến hành cái gì, như thế nào, tại sao phải làm như vậy. + Dự kiến: dụng cụ, vật liệu, cách tiến hành, cách thu thập thông tin và xử lí thông tin. + Phân công nhiệm vụ: Thời gian, nhiệm vụ, người được phân công, phương tiện, dự kiến kết quả, … + Hình thành đề cương nghiên cứu. - Báo cáo kết quả trước lớp: Theo mẫu báo cáo kết quả và hoàn thiện kế hoạch tìm tòi nghiên cứu. Bước 4: Thực hiện phương án thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu theo kế hoạch - Tiến hành điều tra, TN TT, theo đúng kế hoạch: Tiến hành lặp đi lặp lại nhiều lần các thí nghiệm thay đổi một số điều kiện cần thiết của thí nghiệm. - Có thể có đều chỉnh kế hoạch nếu cần. Bước 5: Thu thập dữ liệu thô và phân tích kết quả - Thu thập thông tin: Số liệu TN, tranh ảnh, clip, ...