ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NGA

VẬN DỤNG DẠY HỌC KHÁM PHÁ NHẰM PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH
TRONG DẠY HỌC PHẦN SINH HỌC CƠ THỂ THỰC VẬT SINH HỌC 11, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM SINH HỌC

HÀ NỘI - 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NGA

VẬN DỤNG DẠY HỌC KHÁM PHÁ NHẰM PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH
TRONG DẠY HỌC PHẦN SINH HỌC CƠ THỂ THỰC VẬT 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: PGS.TS Mai Văn Hƣng

HÀ NỘI – 2017


GV

Giáo viên

HS

Học sinh

NCKH

Nghiên cứu khoa học

PPDH

Phƣơng pháp dạy học

SGK

Sách giáo khoa

SGV

Sách giáo viên

THCS

Trung học cơ sở

THPT

MỞ ĐẦU............................................................................................

1

Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ...........................

6

1.1. Lƣợc sử nghiên cứu vấn đề ........................................................

6

1.1.1. Trên thế giới..............................................................................

6

1.1.2. Ở Việt Nam................................................................................

7

1.2. Cơ sở lý luận.................................................................................

9

1.2.1. Dạy học khám phá.....................................................................

9

1.2.2. Nghiên cứu khoa học.................................................................


Chƣơng 2: VẬN DỤNG DẠY HỌC KHÁM PHÁ NHẰM PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC
SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN SINH HỌC CƠ THỂ THỰC
VẬT - SINH HỌC 11 THPT.............................................................

39

2.1. Phân tích cấu trúc và nội dung phần Sinh học cơ thể thực vật Sinh học 11 THPT................................................................................ 39
2.1.1. Cấu trúc, nội dung chƣơng trình Sinh học THPT......................

39


2.1.2. Cấu trúc và nội dung phần Sinh học cơ thể thực vật - Sinh học
11, THPT..............................................................................................

40

2.2. Một số nội dung phần Sinh học cơ thể thực vật - Sinh học 11,
THPT cần xây dựng đề tài NCKH để DHKP......................................

42

2.2.1. Nguyên tắc lựa chọn nội dung chƣơng trình để xây dựng đề
tài NCKH.............................................................................................

42

2.2.2. Mục tiêu chung của các đề tài NCKH........................................ 42
2.2.3. Một số nội dung phần Sinh học cơ thể thực vật - Sinh học 11,

“Nitơ với năng suất cây trồng”............................................................. 58
2.5. Thiết kế công cụ đánh giá năng lực nghiên cứu khoa học của HS

63

2.51. Đánh giá kiến thức khoa học.....................................................

63

2.5.2. Đánh giá kĩ năng........................................................................

63

2.5.3. Đánh giá thái độ.......................................................................

66

TIỂU KẾT CHƢƠNG 2......................................................................

67

Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM........................................

68

3.1. Mục đích thực nghiệm..................................................................

68



82

TIỂU KẾT CHƢƠNG 3......................................................................

84

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ...................................................

85

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................

87

PHỤ LỤC...........................................................................................

90

Phụ lục 1: Phiếu điều tra tình hình DHKP và việc phát triển năng
lực NCKH cho học sinh THPT hiện nay.............................................

90

Phụ lục 2: Phiếu điều tra về tình hình học tập và năng lực NCKH
của học sinh ở trƣờng THTP hiện nay.................................................

93

Phụ lục 3: Các đề kiểm tra...................................................................



Kết quả khảo sát những vấn đề khó khăn khi sử dụng
DHKP..............................................................................

Bảng 1.5.

Kết quả điều tra nhận thức của GV và HS về vai trò của
NCKH trong dạy và học bộ môn Sinh học ở trƣờng THPT

Bảng 1.6.

32

34

Kết quả điều tra mức độ tổ chức NCKH của GV trong dạy
học bộ môn Sinh học ở trƣờng THPT..................................

34

Bảng 1.7.

Kết quả điều tra về năng lực NCKH của HS THPT.............

35

Bảng 1.8.

Kết quả điều tra một số khó khăn ảnh hƣởng đến thực
trạng rèn luyện năng lực NCKH cho HS trong dạy học


Thang đo thái độ của HS sau nghiên cứu đề tài khoa học.......

66

Bảng 3.1.

Bố trí các lớp TN và ĐC....................................................

69

Bảng 3.2.

Bảng phân phối tần suất số HS đạt điểm Xi ở mỗi lần kiểm
tra của cặp ĐC – TN 1.........................................................

Bảng 3.3.
Bảng 3.4.

72

Bảng phân phối tần suất số HS đạt điểm Xi ở mỗi lần kiểm
tra của cặp ĐC – TN 2.........................................................

73

Mô tả và so sánh dữ liệu kết quả kiểm tra của cặp ĐC - TN 1

73



78

Bảng 3.10. Kết quả đánh giá sự phát triển năng lực NCKH ở HS.........

79

Bảng 3.11. Kết quả thang đo thái độ của HS sau khi nghiên cứu đề tài
khoa học...............................................................................

81


DANH MỤC HÌNH

Trang
Hình 1.1.

Quy trình nghiên cứu khoa học trong dạy học Sinh học..........

16

Hình 1.2.

Mối quan hệ giữa khám phá và hoạt động nghiên cứu khoa học

30

Hình 2.1.


76

Hình 3.5.

Biểu đồ kết quả bài kiểm tra số 1 của cặp TN – ĐC 1.............

77

Hình 3.6.

Biểu đồ kết quả bài kiểm tra số 2 của cặp TN – ĐC 1.............

77

Hình 3.7.

Biểu đồ kết quả bài kiểm tra số 1 của cặp TN – ĐC 2.............

78

Hình 3.8.

Biểu đồ kết quả bài kiểm tra số 2 của cặp TN – ĐC 2.............

78

Hình P.1.

Thảo luận, phân công nhiệm vụ trong nhóm...........................


trọng mà nền giáo dục nƣớc ta đang đặt ra. Để đạt đƣợc mục tiêu đó, cần đổi
mới phƣơng pháp giảng dạy, từ giảng dạy theo phƣơng pháp truyền thống đến
những phƣơng pháp phát huy tính tích cực của HS nhằm nâng cao vai trò của
ngƣời học, hƣớng đến mục tiêu giáo dục toàn diện cho HS.
Nghị quyết của Hội nghị Trung ƣơng 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn
diện giáo dục và đào tạo đã chỉ ra: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp
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 nhập 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, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy
mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học”.
NCKH là một quá trình nhận thức khoa học và hoạt động trí tuệ đặc thù
bằng phƣơng pháp nghiên cứu nhất định để tìm ra những vấn đề mà con
1


ngƣời chƣa biết đến hoặc biết chƣa đầy đủ. Trong quá trình đổi mới căn bản,
toàn diện giáo dục đào tạo ở nƣớc ta hiện nay thì đổi mới giáo dục phổ thông
đóng vai trò quan trọng đối với hoạt động NCKH, là sân chơi bổ ích giúp HS
áp dụng những kiến thức đã học vào cuộc sống, giúp HS tiếp cận, làm quen
với phƣơng pháp, các kỹ năng NCKH, tạo đà cho các bậc học tiếp theo. Hoạt
động NCKH trong trƣờng phổ thông còn tạo sự tự tin, tìm tòi và sáng tạo, rèn
luyện cách làm việc nhóm, tính tích cực, chủ động, hứng thú trong học tập.
Không những thế, NCKH trong trƣờng phổ thông còn là một trong những nội
dung đƣợc đẩy mạnh nhằm thực hiện mục tiêu đổi mới căn bản toàn diện nền
giáo dục, đó là cơ sở xây dựng và phát triển đội ngũ nhân lực chất lƣợng cao
cho xã hội.
Trong những năm qua, Đảng và Nhà nƣớc, các tổ chức xã hội đã có

phƣơng pháp DHKP để phát triển năng lực cho HS còn hạn chế, nhất là năng
lực NCKH.
Với những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Vận dụng dạy học khám
phá nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh trong dạy
học phần Sinh học cơ thể thực vật - Sinh học 11, trung học phổ thông”.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng quy trình DHKP qua đề tài khoa học phần Sinh học cơ thể
thực vật - Sinh học 11, THPT nhằm phát triển năng lực NCKH cho HS.
3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu
3.1. Khách thể nghiên cứu
Quá trình dạy học Sinh học cơ thể thực vật - Sinh học 11 ở trƣờng THPT.
3.2. Đối tượng nghiên cứu
Quy trình DHKP qua đề tài khoa học để phát triển năng lực NCKH cho
HS trong dạy học phần Sinh học cơ thể thực vật - sinh học 11, THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng đƣợc quy trình DHKP qua đề tài khoa học và sử dụng
một cách hợp lý trong dạy học phần Sinh học cơ thể thực vật - Sinh học 11 thì
sẽ phát triển đƣợc năng lực NCKH cho học sinh.

3


5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Hệ thống hóa cơ sở lý luận về phƣơng pháp DHKP, năng lực và năng
lực NCKH.
- Điều tra thực trạng sử dụng DHKP trong giảng dạy bộ môn Sinh học
và năng lực NCKH của HS tại một số trƣờng THPT.
- Phân tích nội dung, cấu trúc của phần Sinh học cơ thể thực vật - Sinh
học 11, THPT.
- Đề xuất một số nội dung phần Sinh học cơ thể thực vật - Sinh học 11,

- Đề kiểm tra giống nhau ở lớp TN và lớp ĐC. Chấm cùng biểu điểm.
7.4. Phương pháp thống kê toán học
Sử dụng phƣơng pháp thống kê toán học để xử lí kết quả TNSP.
8. Những đóng góp mới của đề tài
- Hệ thống hóa cơ sở lý luận về phƣơng pháp DHKP, năng lực và năng
lực NCKH.
- Đề xuất đƣợc một số nội dung phần Sinh học cơ thể thực vật - Sinh
học 11, THPT có thể xây dựng đề tài NCKH để DHKP.
- Xây dựng đƣợc quy trình DHKP qua đề tài khoa học nhằm phát triển
năng lực NCKH cho HS.
- Đề xuất đƣợc công cụ đánh giá năng lực NCKH của HS.
9. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, danh mục tài liệu tham
khảo, luận văn gồm có 3 chƣơng:
Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn.
Chƣơng 2: Vận dụng dạy học khám phá nhằm phát triển năng lực
nghiên cứu khoa học cho học sinh trong dạy học phần Sinh học cơ thể thực
vật - Sinh học 11, trung học phổ thông
Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm.

5


Chƣơng 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1.1. Lƣợc sử nghiên cứu vấn đề
1.1.1. Trên thế giới
Mô hình DHKP bắt nguồn từ các quan sát về cách con ngƣời tìm hiểu.
Từ đầu thế kỷ XX, các ý tƣởng của Herbart (1901) về dạy học bắt đầu với sự
quan tâm của HS đối với thế giới tự nhiên và trong tƣơng tác với những ngƣời

DHKP 5E đã đƣợc đề xuất bởi các nhà nghiên cứu giáo dục trên thế giới. Quy
trình này gồm 5 bƣớc sau: Tạo chú ý (Engage), Khảo sát (Explore), Giải thích
(Explain), Phát biểu (Elaborate) và Đánh giá (Evaluation) [12, tr. 38].
Ở Mỹ, DHKP đã trở thành vấn đề trung tâm trong cải cách giáo dục
khoa học. Vào những năm 1950, DHKP đƣợc xem là một phƣơng pháp tiếp
cận để giảng dạy các môn khoa học. Các nhà giáo dục đã tích cực phát triển
DHKP kể từ những năm 1960 và tiếp tục cho đến ngày nay. Hiện nay, DHKP
đang đƣợc áp dụng rộng rãi trong hệ thống các trƣờng dự bị Đại học giảng
dạy môn khoa học ở Mỹ. Hội đồng nghiên cứu quốc gia (NRC) của Mỹ
(1996) cũng khẳng định vai trò của DHKP và đề nghị phát triển DHKP ở các
trƣờng (dẫn theo Trần Thị Thanh Xuân, 2016) [33, tr. 8].
1.1.2. Ở Việt Nam
Ở nƣớc ta, vấn đề phát huy tính tích cực chủ động của HS nhằm đào tạo
những ngƣời lao động sáng tạo đã đƣợc đặt ra trong ngành giáo dục từ những
năm 1960 và đƣợc quan tâm từ những năm 70 - 80 của thế kỉ XX.
Các PPDH tích cực đƣợc nghiên cứu, áp dụng nhiều trong đó PPDH
bằng các hoạt động khám phá là một hƣớng dạy học thu hút đƣợc nhiều sự
quan tâm của các nhà giáo dục. DHKP đã đƣợc áp dụng với ở nhiều cấp học
và nhiều môn học trong đó có môn Sinh học.
Tác giả Nguyễn Thị Hồng Nam (2003) đã vận dụng hình thức DHKP
vào dạy học Văn học ở trƣờng Đại học. Tác giả cho rằng DHKP là một trong

7


những PPDH lấy HS làm trung tâm, là con đƣờng nhằm tích cực hoá hoạt
động của HS [21, tr. 11-14].
Tác giả Trần Bá Hoành đã có một số nghiên cứu về sử dụng các hoạt
động khám phá có hƣớng dẫn trong dạy học Sinh học, những hoạt động này
sẽ kích thích đƣợc nhu cầu tìm hiểu của HS, đồng thời nâng cao đƣợc chất

trong dạy học. Tác giả Trịnh Nguyên Giao (2012) đã nghiên cứu vận dụng
quy trình DHKP 5E trong dạy học Di truyền học Sinh học 12 THPT, tác giả
đã tổ chức các hoạt động DHKP 5E trong dạy học phần Di truyền học để
nâng cao chất lƣợng giảng dạy [8, tr. 421-426]. Tác giả Vũ Thị Minh Nguyệt
(2015) đã vận cũng đã dụng quy trình DHKP 5E để phát triển năng lực giải
quyết vấn đề, năng lực tƣ duy độc lập sáng tạo và năng lực tự học của HS [23,
tr. 38-39].
Nguyễn Ngọc Giang (2015) đã thiết kế SGK điện tử hỗ trợ học phép
biến hình theo hƣớng tổ chức các hoạt động khám phá để tích cực hóa hoạt
động học của HS nhằm nâng cao chất lƣợng dạy học phần phép biến hình trên
mặt phẳng lớp 11 THPT [7, tr. 46-48].
Từ các nghiên cứu tổng quan trên có thể thấy DHKP là phƣơng pháp đã
đƣợc nghiên cứu, áp dụng ở nhiều nƣớc trên thế giới trong đó có Việt Nam.
Tuy nhiên cho đến nay, phần lớn những nghiên cứu về DHKP mới chỉ dừng
lại ở việc vận dụng phƣơng pháp này để nâng cao chất lƣợng dạy học. Nghiên
cứu sử dụng đề tài khoa học trong DHKP để phát triển năng lực NCKH cho
HS còn hạn chế và chƣa có nghiên cứu nào sử dụng đề tài khoa học trong
DHKP phần Sinh học thực vật - Sinh học 11 THPT nhằm mục tiêu phát triển
năng lực NCKH cho HS.
1.2. Cơ sở lý luận
1.2.1. Dạy học khám phá
1.2.1.1. Khái niệm khám phá và dạy học khám phá
“Khám phá” theo từ điển tiếng Việt có nghĩa là “tìm ra”. Khám phá là
quá trình tìm kiếm chân lý, thông tin hay tri thức. Theo Shulman (1986),
khám phá là sự chủ động theo đuổi ý nghĩ liên quan đến quá trình thay đổi
kinh nghiệm thành những mảnh nhỏ của sự hiểu biết. Theo định nghĩa của
9


Hội đồng nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ (2000): Khám phá khoa học đề cập


hành động nhằm kiểm chứng các giả thuyết ban đầu, từ đó tìm ra các kết luận
mang tính khoa học [29, tr. 88].
Dựa trên nghiên cứu tổng quan về quan điểm của nhiều tác giả, trong
phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đề xuất khái niệm DHKP nhƣ sau:
DHKP là một PPDH trong đó dưới sự hướng dẫn của GV và thông qua các
hoạt động, người học khám phá ra tri thức khoa học.
1.2.1.2. Đặc trưng của dạy học khám phá
Theo tác giả Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hội (2016) [29, tr.8990], DHKP có một số đặc trƣng sau:
- HS đƣợc thu hút bởi các câu hỏi định hƣớng khoa học. Trong NCKH,
các nhà khoa học thƣờng đặt ra hai loại câu hỏi chủ yếu. Loại câu hỏi thứ nhất
hỏi về những điều đã tồn tại sẵn và thƣờng mở đầu bằng từ “tại sao”. Loại câu
hỏi thứ hai hỏi về cách thức hình thành những điều đó, thƣờng sử dụng từ
“nhƣ thế nào”, loại câu hỏi này dễ tìm đƣợc câu trả lời hơn loại câu hỏi thứ
nhất. Trong DHKP, GV đóng vai trò quan trọng trong việc định hƣớng cho
HS tìm kiếm câu trả lời cho các câu hỏi nhƣ vậy.
- HS tiến hành tìm kiếm, thu thập các bằng chứng và sử dụng chúng để
xây dựng và đánh giá cách giải thích cho những câu hỏi và vấn đề định hƣớng
đã đặt ra ban đầu. Trong lớp học, HS thu thập các bằng chứng nhƣ những dữ
liệu khoa học để giải thích cho các hiện tƣợng khoa học, mang đến cho HS
những hiểu biết mới.
- HS công bố kết quả, kiểm chứng, đánh giá cách giải thích của mình
bằng cách đối chiếu nó với cách giải thích của bạn bè và với các kiến thức
khoa học. Khám phá khoa học khác với các dạng khám phá khác ở chỗ, các
giải thích đƣợc đề xuất có thể đƣợc xem xét lại, thậm chí có thể bị loại bỏ
dƣới ánh sáng của những phát hiện mới. HS sẽ thu đƣợc nhiều lợi ích khi họ
chia sẻ và so sánh kết quả của mình với các bạn trong lớp, thông qua đó, tạo
cho HS đặt ra các câu hỏi, kiểm tra các bằng chứng, xác định các lập luận sai

11


để HS thực hiện.

dẫn của GV để đạt mục dẫn toàn phần.
đích.

2

Đặt vấn đề, để ngỏ Tự tìm lấy con đƣờng

Khám phá có hƣớng

phƣơng pháp giải.

dẫn một phần.

để giải.

Chọn tình huống xuất Xác định vấn đề trong Khám phá tự do.
3

phát hay chấp nhận tình huống, tìm lời
sự lựa chọn của HS.

giải theo con đƣờng
của mình.

12





1.2.1.4. Những ưu điểm và hạn chế của dạy học khám phá
So với dạy học bằng phƣơng pháp thông báo, giải thích, minh họa thì
DHKP có một số ƣu điểm sau [5, tr. 12-14], [15, tr. 4-8]:
- HS coi việc học là của mình từ đó phát huy đƣợc tính tích cực, độc
lập, chủ động, sáng tạo trong quá trình học tập.
- Tạo ra hứng thú, đem lại niềm vui, kích thích trực tiếp lòng ham mê
học tập của HS. Đó chính là động lực của quá trình dạy học.
- HS hiểu sâu, nhớ lâu những nội dung cốt lõi của bài học qua các hoạt
động khám phá. Nhƣ vậy, các em không chỉ có kiến thức mà còn có phƣơng
pháp tìm kiếm ra kiến thức, phát triển đƣợc năng lực tƣ duy.
- Đƣợc hợp tác với những HS khác trong quá trình học tập; tự đánh giá,
tự điều chỉnh vốn tri thức của mình, là cơ sở hình thành phƣơng pháp tự học.
- Giải quyết những vấn đề nhỏ và vừa sức với HS, đƣợc tiến hành
thƣờng xuyên trong quá trình học tập là phƣơng thức để HS tiếp cận với kiểu
dạy học nêu và giải quyết vấn đề có nội dung khái quát hơn.
- Đối thoại giữa GV với HS, giữa HS với HS tạo ra bầu không khí sôi
nổi, tích cực, góp phần hình thành mối quan hệ giao tiếp trong lớp học và
trong nhà trƣờng.
Tuy nhiên, DHKP cũng có một số hạn chế nhƣ sau [5, tr. 12-14], [15,
tr. 4-8]:
- Dạy học bằng các hoạt động khám phá nếu thực hiện không hợp lí thì
HS lúng túng không thực hiện đƣợc các hoạt động nhất là HS yếu kém, gây
lãng phí thời gian, giảm hứng thú, một số HS sẽ trở nên lƣời biếng.
- Nếu hƣớng dẫn không tốt HS có thể đi tới những khám phá sai lầm,
có thể gây phản tác dụng.
- Hoạt động khám phá cần nhiều thời gian, nếu HS chƣa quen sẽ làm
chậm tiến độ, phá vỡ kế hoạch dự kiến của GV.
- Có những nội dung không thích hợp với dạy học bằng các hoạt động

Bƣớc 4: Kết luận xác nhận hay phủ nhận giả thuyết về vấn đề nghiên cứu

15