Cấu trúc năng lực thực hành sinh học của học sinh chuyên sinh - Nguyễn Thị Linh

153 HNUE JOURNAL OF SCIENCE DOI: 10.18173/2354-1075.2018-0072 Educational Sciences, 2018, Volume 63, Issue 5, pp. 153-158 This paper is available online at CẤU TRÚC NĂNG LỰC THỰC HÀNH SINH HỌC CỦA HỌC SINH CHUYÊN SINH Nguyễn Thị Linh1 và Lê Đình Trung2 1Sở Giáo dục và Đào tạo Hải Phòng 2 Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tóm tắt. Trong dạy học các môn khoa học tự nhiên, năng lực người học được rèn luyện và thể hiện rõ rệt thông qua việc tiến hành các hoạt động thực hành. Học sinh chuyên Sinh là đối tượng có đặc điểm và điều kiện phù hợp đối với nghiên cứu. Trong bài báo này, chúng tôi đã phân tích tầm quan trọng của năng lực thực hành, đưa ra các căn cứ để xây dựng cấu trúc năng lực thực hành và năng lực thực hành Sinh học. Việc xác định cấu trúc năng lực thực hành của học sinh chuyên Sinh với các nhóm kĩ năng thành phần được mô tả sẽ là cơ sở khoa học cho việc rèn luyện, đánh giá và phát triển năng lực này trong quá trình dạy học Sinh học. Từ khóa: Năng lực, thực hành, cấu trúc năng lực, năng lực thực hành, kĩ năng thực hành Sinh học. 1. Mở đầu Hoạt động thực hành là một trong các hoạt động trung tâm trong tiến trình dạy học, đặc biệt là dạy học Sinh học. Nhiều công trình nghiên cứu đã đề cập tới tầm quan trọng của thực hành trong dạy học. Trong tác phẩm Phát triển tư duy học sinh M. Alecxêep (1976) đã đề cập tới vai trò của các phương pháp dạy học, trong đó nhấn mạnh đến ý nghĩa của phương pháp thực hành là giúp học sinh hiểu sâu sắc kiến thức đã học, qua đó tiếp thu, nâng cao và tăng cường khả năng việc vận dụng vào thực tiễn [1]. Tác giả Rorbert J. Mazano (2011) trong tác phẩm Nghệ thuật và khoa học dạy học đã khẳng định muốn phát triển kiến thức phải trải qua các khâu cơ bản của thực hành [2]. Hàng loạt các công trình nghiên cứu sau đó của Rorbert, Pickering, Jane E.Pollock cũng đề cập đến bản chất và giá trị lâu bền đối với thực hành trong dạy học [3]. Nhiều công trình nghiên cứu về lí thuyết và thực nghiệm đã tiến hành ở Việt Nam nhằm nâng cao hiệu quả giáo dục và đào tạo thông qua công tác thực hành. Hà Thế Ngữ, Đặng Vũ Hoạt (1987) đã nhấn mạnh nguyên tắc thống nhất giữa lí luận và thực tiễn, giáo dục kết hợp với lao động sản xuất, nhà trường gắn liền với xã hội [4]. Theo tác giả Trần Bá Hoành và nhiều tác giả khác đã chỉ ra thực hành là một trong ba nhóm phương pháp dạy học tích cực [5]. Đặc điểm của môn Sinh học được hình thành và phát triển từ thực nghiệm, trong thực nghiệm và bằng thực nghiệm nên năng lực thực hành thí nghiệm sinh học là một trong những năng lực quan trọng không thể thiếu được đối với học sinh nói chung và học sinh chuyên Sinh nói riêng. Ở các trường THPT chuyên hiện nay, hiệu quả đào tạo theo hướng tiếp cận năng lực còn nhiều bất cập, vấn đề dạy thực hành, thực nghiệm còn chưa được coi trọng. Hình thành và phát triển năng lực thực hành cho học sinh chuyên Sinh là một nhiệm vụ quan trọng trong giáo dục phổ thông hiện nay nhằm qua thực hành tìm kiếm, phát hiện ra tri thức mới, ôn tập củng cố tri thức đã có, rèn luyện năng lực thực tiễn cho học sinh, thực hiện tốt nguyên lí giáo dục lí thuyết gắn với thực tiễn, Ngày nhận bài: 19/2/2018. Ngày sửa bài: 29/3/2018. Ngày nhận đăng: 2/4/2018. Tác giả liên hệ: Nguyễn Thị Linh. Địa chỉ e-mail: linh_tp3@yahoo.com Nguyễn Thị Linh và Lê Đình Trung 154 rồi qua thực tiễn phong phú mà bổ sung cho lí thuyết. Học qua thực tiễn là con đường tốt nhất, phù hợp với xu thế hiện đại. Đối với học sinh chuyên, học qua thực hành nghiên cứu còn là cơ hội phát triển năng lực tự học, tự khám phá; qua hoạt động thực hành theo hướng nghiên cứu có thể đào tạo học sinh trở thành các nhà nghiên cứu Sinh học. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Các khái niệm làm cơ sở xây dựng năng lực thực hành Sinh học 2.1.1. Năng lực Phạm trù năng lực thường được biện giải theo nhiều cách khác nhau. Xavier Roegiers (1996), đã phối hợp những ưu điểm của các định nghĩa trước đó về năng lực khi cho rằng, năng lực là một tập hợp trật tự các kĩ năng (các hoạt động) tác động lên các nội dung trong một loại tình huống cho trước để giải quyết các vấn đề do tình huống này đặt ra [6]. Trong chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo (Dự thảo ban hành tháng 7/2015), năng lực đã được định nghĩa như sau: “Năng lực là khả năng thực hiện thành công hoạt động trong một bối cảnh nhất định nhờ huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí”. Như vậy, theo chúng tôi, trong khái niệm năng lực thực hành thì năng lực là khả năng giải quyết có hiệu quả các hoạt động, nhiệm vụ, vấn đề trong lĩnh vực học tập, nghiên cứu dựa vào hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo cùng với kinh nghiệm trong bối cảnh cụ thể. 2.1.2. Thực hành và năng lực thực hành Sinh học Theo từ điển tiếng Việt “thực hành nói một cách khái quát là làm để vận dụng lí thuyết vào thực tiễn” [7]. Thực hành là một hoạt động mang tính trải nghiệm, thông qua đó hình thành kĩ năng khám phá đối tượng thông qua quan sát, phân tích, xác định phương pháp, xây dựng quy trình, tìm cách biện giải để xác định bản chất khách quan đối tượng. Như vậy, thực hành là hoạt động của con người tác động vào thực tiễn dựa trên những hiểu biết và kinh nghiệm của bản thân để đáp ứng nhu cầu cần tìm hiểu đối tượng. Từ đó cho thấy mối liên quan giữa khái niệm thực hành và năng lực, năng lực chỉ tồn tại trong quá trình vận động, phát triển, năng lực vừa là mục tiêu, vừa là kết quả của hoạt động, là điều kiện thực hiện có hiệu quả các hoạt động do con người đặt ra. Tất cả kiến thức và lí thuyết về sinh học đều bắt nguồn từ quan sát và thí nghiệm. Như vậy, phòng thí nghiệm và công việc thực địa là quan trọng trong việc rèn luyện, phát triển một số kỹ năng thực hành. Các kĩ năng thực hành, trước tiên bao gồm những gì cần thiết để quan sát, đo lường và ghi lại chính xác những hoạt động liên quan đến việc vận hành các thiết bị phân tích, bên cạnh đó là các kỹ năng liên quan khác như tham gia vào việc làm việc theo nhóm và nghiên cứu có hiệu quả (QAAHE, 2007). Các nghiên cứu liên quan gần đây như ở bộ môn Hóa học của các tác giả Phạm Thị Bình, Đỗ Thị Quỳnh Mai, Hà Thị Thoan (2016) trên cơ sở đề xuất cấu trúc năng lực thực hành hoá học của học sinh, phân tích quy trình xây dựng bài tập có nội dung thực hành thí nghiệm góp phần phát triển năng lực thực hành cho học sinh [8]. Tuy nhiên, để thuận lợi cho việc xây dựng bài tập thực hành thí nghiệm (TN), các tác giả đã đề xuất cấu trúc năng lực thực hành hoá học của học sinh gồm bốn năng lực: Lập kế hoạch thực hiện TN; Tiến hành TN; Quan sát, mô tả hiện tượng TN; Xử lí thông tin liên quan đến TN. Tác giả Nguyễn Quốc Vũ (2015) cũng đã tích hợp giữa bài giảng lí thuyết và thực hành môn Toán để phát triển năng lực sáng tạo cho sinh viên [9]. Trong giáo dục dạy nghề, tác giả Nguyễn Thị Linh (2016) đã đề xuất giải pháp góp phần nâng cao kĩ năng thực hành nghề cho sinh viên Sư phạm kĩ thuật, đó là đổi mới dạy học thực hành theo tiếp cận năng lực thực hiện [10]. Theo Đỗ Thành Trung cấu trúc năng lực dạy thực hành cho sinh viên ngành sư phạm Sinh học gồm 3 năng lực thành phần gồm: năng lực thực hành, năng lực chuẩn bị bài dạy thực hành và Cấu trúc năng lực thực hành sinh học của học sinh chuyên Sinh 155 năng lực tổ chức dạy học thực hành. Theo đó, các kĩ năng thành phần của năng lực thực hành sinh học của sinh viên là: xác định mục tiêu/ nhiệm vụ bài TH; chuẩn bị yêu cầu bài thực hành; thực hiện các thao tác bài thực hành; thu thập kết quả, xử lí kết quả bài TH; rút ra kết luận và điều chỉnh [11]. Từ những tài liệu đã phân tích trên, theo chúng tôi: Năng lực thực hành là năng lực hành động gắn với thực tiễn học tập, đời sống dựa trên kinh nghiệm, kĩ năng, kĩ xảo của cá nhân nhằm nắm được bản chất của đối tượng. Năng lực thực hành Sinh học là năng lực chuyên biệt được hình thành và phát triển cho người học thông qua các hoạt động quan sát, mô tả, thực hành thí nghiệm trên đối tượng Sinh học trong phòng thí nghiệm hoặc ngoài môi trường theo các chủ đề xác định để nhận thức về đối tượng. Năng lực thực hành Sinh học được thực hiện qua quan sát, mô tả, làm thí nghiệm minh họa, thí nghiệm nghiên cứu. Có thể khẳng định, năng lực thực hành Sinh học đối với học sinh chuyên Sinh bên cạnh khả năng làm chủ kiến thức, cần phải nhấn mạnh thêm các kĩ năng thực hành, thực nghiệm, trải nghiệm theo hướng khám phá, nghiên cứu dần tiếp cận tới năng lực tư duy thực nghiệm của các nhà khoa học. 2.2. Cấu trúc năng lực thực hành Sinh học 2.2.1. Cơ sở để xây dựng cấu trúc năng lực thực hành Sinh học cho học sinh chuyên Sinh * Dựa vào mục tiêu, yêu cầu của chương trình giáo dục phổ thông năm 2018 phần môn Sinh học cấp THPT và đề án phát triển hệ thống trường trung học phổ thông chuyên giai đoạn 2010 – 2020 tiếp cận với trình độ khu vực và quốc tế về mặt lí thuyết và đặc biệt là thực tiễn trong thế kỉ công nghiệp 4.0 [12]. * Dựa vào yêu cầu năng lực thực hành sinh học của IBO (2010), IBO (2015), các trường chuyên phải thực hiện gồm 4 nhóm kĩ năng/phương pháp: nhóm các kĩ năng sinh học cơ bản (Basic biological skills); nhóm các phương pháp sinh học (Biological methods); nhóm các phương pháp vật lí và hoá học (Physical and chemical methods) và nhóm các phương pháp thống kê (Statistical methods). * Dựa vào nội hàm các khái niệm năng lực, thực hành sinh học và kết quả phân tích mối liên quan giữa các vấn đề thực hành và phát triển năng lực của học sinh chuyên Sinh. 2.2.2. Cấu trúc năng lực thực hành Sinh học và các biểu hiện năng lực cần rèn luyện cho học sinh chuyên Sinh Trên cơ sở các nghiên cứu trong và ngoài nước kết hợp với yêu cầu thực hành đối với học sinh chuyên Sinh, chúng tôi đã đề xuất cấu trúc năng lực thực hành Sinh học cho học sinh chuyên Sinh theo hướng giúp học sinh thực hành theo các kiến thức đã học và khám phá những điều chưa học. Từ đó tăng cường năng lực tự học, tự khám phá của học sinh thông qua các hoạt động thực nghiệm khoa học. Theo kết quả nghiên cứu, chúng tôi phân tích năng lực thực hành thành 4 kĩ năng thành phần, mỗi yếu tố cấu trúc của năng lực thực hành chúng tôi gọi là một năng lực thành phần của năng lực thực hành vì mỗi yếu tố đó đã phản ánh một khâu trọn vẹn của một bài thực hành. Các năng lực thành phần của năng lực thực hành được sắp xếp theo một logic cấu thành năng lực thực hành và nó chính là logic của quá trình hoạt động thực hành. Do đó, cũng có thể quan niệm mỗi năng lực thành phần là một tiêu chí của năng lực thực hành và đặc trưng cho môn Sinh học, có thể mô tả tóm tắt như sau. a. Xác định vấn đề thực hành, đề xuất câu hỏi nghiên cứu Là khả năng người học nhận thức vấn đề thực hành theo chủ đề, đưa ra câu hỏi cho vấn đề nghiên cứu và có thể đưa ra những nhận định sơ bộ có giá trị về bản chất nội dung cần thực hiện. Nguyễn Thị Linh và Lê Đình Trung 156 Bản chất thực tiễn của khoa học sinh học là thông qua công việc trong môi trường thực địa hoặc phòng thí nghiệm cùng với các hoạt động phân tích, tính toán theo một chủ đề ở các mức độ phức tạp khác nhau. Để hình thành các kĩ năng thực hành Sinh học thì người học cần phải thiết lập các chủ đề thực hành liên quan tới một nội dung kiến thức Sinh học cụ thể. Sau đó, người học phải xác định được vấn đề nghiên cứu thực hành thông qua các câu hỏi nghiên cứu hay các kết luận sơ bộ. Ví dụ: Năng lực xác định vấn đề thực hành gồm các thành tố là: - Xây dựng các chủ đề thực hành theo các nội dung kiến thức. - Phân tích được vấn đề cần thực hành theo chủ đề. - Xác định các mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, thái độ của nội dung thực hành. b. Lập kế hoạch thực hiện Là khả năng người học lựa chọn hợp lí, các thiết bị, dụng cụ và phương pháp thực hành phù hợp để sắp xếp logic, tuần tự các bước thực hiện của một nhiệm vụ thực hành, đảm bảo các quy định an toàn trong phòng thí nghiệm. Năng lực này là cần có đối với tất cả các môn học thực hành. Đối với thực hành Sinh học, đặc trưng là các phương pháp thực hành Sinh học. Ví dụ, với phương pháp thực hành Giải phẫu Sinh lí Thực vật thì gồm các phương pháp như: Tách các phần của thân, lá, rễ; Làm tiêu bản cắt ngang các cơ quan sinh dưỡng của cây: rễ, thân, lá, quả; Làm tiêu bản cắt ngang hoa và xác định công thức hoa; Nhuộm và chuẩn bị tiêu bản hiển vi các mô thực vật; Đo hoạt động quang hợp (mức cơ bản); Đo hoạt động hô hấp. Việc lựa chọn các thiết bị, dụng cụ và đảm bảo các quy định an toàn trong phòng thí nghiệm phải phù hợp với phương pháp thực hành tương ứng, không chỉ là các phương pháp Sinh học mà còn cả các phương pháp Vật lí, Hóa học, từ đó người học sẽ thiết lập các bước thực hiện nhiệm vụ thực hành. c. Thực hiện kế hoạch thực hành Là khả năng người học sử dụng các giác quan để tiến hành các bước thực hiện thí nghiệm một cách hợp lí có hiệu quả, khoa học nhất và quan sát, đo đạc chính xác các đối tượng, sau đó xử lí các dữ liệu thu thập được trong các quá trình thực hành, đồng thời sử dụng kết quả để rút ra một kết luận và tự kiểm tra đánh giá độ tin cậy của kết quả và kết luận thu được. Tất cả kiến thức và lí thuyết về Sinh học đều bắt nguồn từ quan sát và thí nghiệm. Như vậy, thực hành thí nghiệm và thực hành quan sát là quan trọng trong việc rèn luyện, phát triển các kỹ năng của năng lực thực hành. Trong các hoạt động thực hành thì các kĩ năng quan sát, đo lường là cần thiết để ghi lại chính xác những hoạt động liên quan đến việc vận hành các thiết bị phân tích. Các hoạt động xử lí số liệu và rút ra kết luận là những kĩ năng cần có sau các hoạt động quan sát và thí nghiệm. d. Viết báo cáo thu hoạch và đề xuất ý tưởng mới Là khả năng người học có thể xử lí các dữ liệu thu được từ bài thực hành, tổng hợp kết quả và viết báo cáo thu hoạch; phân tích các kết quả thực hành để đưa ra những kết luận có giá trị. Đồng thời, HS có khả năng tự đánh giá các kế hoạch thực hành của mình từ đó có thể đề xuất ý tưởng mới để điều chỉnh. Năng lực này là tiền đề cho học sinh chuyên Sinh phát triển các kĩ năng tiếp cận với việc nghiên cứu khoa học thực sự. Các kĩ năng này giúp phát triển các tư duy tổng hợp, phân tích, đề xuất các ý tưởng và khả năng hợp tác nhóm của người học. Mỗi kĩ năng được mô tả thêm các biểu hiện chính như sau: Cấu trúc năng lực thực hành sinh học của học sinh chuyên Sinh 157 TT Năng lực Biểu hiện năng lực 1 Xác định vấn đề TH, đề xuất câu hỏi nghiên cứu - Nhận thức được vấn đề TH - Đặt được câu hỏi cho vấn đề nghiên cứu TH - Phân tích được vấn đề cần TH. 2 Lập kế hoạch thực hiện - Đưa ra các phán đoán cụ thể và lựa chọn được loại phán đoán phù hợp - Xác định mục tiêu cần đạt của nội dung TH - Lựa chọn thiết bị, nguyên vật liệu và phương pháp thực hiện phù hợp - Sắp xếp lôgic, tuần tự các bước thực hiện. 3 Thực hiện kế hoạch TH - Thao tác TH và quan sát, ghi chép số liệu thu được - Thu thập các thông tin theo yêu cầu, mục tiêu TH - Phân tích dữ liệu thu được để chứng minh làm sáng tỏ hay bác bỏ giả thuyết nêu ra trong bài TH - Rút ra kết luận từ kết quả TH thu được. 4 Viết báo cáo thu hoạch và đề xuất ý tưởng mới - Xây dựng mẫu báo cáo kết quả TH - Trình bày và mô tả khoa học kết quả thu được - Hợp tác nhóm để thảo luận về kết quả nghiên cứu - Đề xuất cải tiến cho bài TH và các ý tưởng mới. 3. Kết luận Như vậy, trong dạy học nói chung và dạy học Sinh học nói riêng, việc dạy thực hành có vai trò và ý nghĩa rất lớn. Dựa trên cơ sở lí luận và thực tiễn, chúng tôi đã xác định được cấu trúc năng lực thực hành Sinh học của học sinh chuyên sinh, gồm các năng lực thành phần theo tiến trình thực hành thí nghiệm Sinh học. Trên cơ sở cấu trúc năng lực thực hành Sinh học của học sinh chuyên với 4 năng lực thành phần và xác định các biểu hiện của từng kĩ năng, chúng tôi có thể thực hiện nghiên cứu xây dựng bộ tiêu chí, công cụ đánh giá và đề xuất các biện pháp phát triển năng lực thực hành Sinh học cho học sinh chuyên. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Alêcxêep M., 1976. Phát triển tư duy học sinh. Nxb Giáo dục, Hà Nội. [2] Robert J. Marzano, 2011. Nghệ thuật và khoa học dạy học, GS.TS Nguyễn Hữu Châu dịch. Nxb Giáo dục, Hà Nội. [3] Robert J. Marzano, 2011. Debra J. Pikering-Jane E. Pollock, Các phương pháp dạy học hiệu quả, Nguyễn Hồng Vân dịch Nxb Giáo dục, Hà Nội. [4] Hà Thế Ngữ, Đặng Vũ Hoạt, 1987. Giáo dục học, tập I. Nxb Giáo dục, Hà Nội. [5] Trần Bá Hoành, 2010. Đổi mới phương pháp dạy học, chương trình và sách giáo khoa. Nxb Đại học Sư phạm, Hà Nội. [6] Xavier Roegiers, 1996. Khoa sư phạm tích hợp hay làm thế nào để phát triển các năng lực ở nhà trường, Người dịch: Đào Trọng Quang, Nguyễn Ngọc Nhị. Nxb Giáo dục, Hà Nội. [7] Hoàng Phê (chủ biên), 1992. Từ điển tiếng Việt, Viện Khoa học Xã hội Việt Nam, Trung tâm Từ điển Ngôn ngữ, Hà Nội. Nguyễn Thị Linh và Lê Đình Trung 158 [8] Phạm Thị Bình, Đỗ Thị Quỳnh Mai, Hà Thị Thoan, 2016. Xây dựng bài tập hóa học nhằm phát triển năng lực thực hành Hóa học cho học sinh ở trường phổ thông. Tạp chí Khoa học, Trường Đại học sư phạm Hà Nội, Số 61(6A) tr. 72-78. [9] Nguyễn Quốc Vũ, 2016. Đề xuất một số biện pháp rèn luyện năng lực sáng tạo cho sinh viên thông qua bài tập Kĩ thuật số. Tạp chí Khoa học, Trường Đại học sư phạm Hà Nội, Số 61(8), tr.117-129. [10] Nguyễn Thị Linh, 2015. Giải pháp nâng cao kĩ năng thực hành nghề cho sinh viên sư phạm kĩ thuật. Tạp chí Khoa học, Trường Đại học sư phạm Hà Nội, Số 60(8D), tr.186-191. [11] Đỗ Thành Trung, 2016. Xác định cấu trúc năng lực dạy học thực hành cho sinh viên sư phạm Sinh học các trường đại học. Báo cáo khoa học về nghiên cứu và giảng dạy sinh học ở Việt Nam, Hội nghị Khoa học Quốc gia lần thứ 2. [12] Thủ tướng chính phủ, 2010. Đề án Phát triển hệ thống trường trung học phổ thông chuyên giai đoạn 2010 – 2020. [13] Gareth Williams, 2009. Biology for IGCSE. Nelson Thornes Ltd. ABSTRACT Characterization of structural capacity of the high-school biology gifted students in performing practical courses Nguyen Thi Linh1 and Le Dinh Trung2 1Hai Phong Department of Education and Training, 2Faculty of Biology, Hanoi National University of Education In teaching natural scientific subjects, including physics, chemistry, biology, student’s structural capacity can be clearly evaluated and trained by performing practical courses. High- school students specialized in biologyappears as an interesting group with suitable features required for the research. The importance of paractical ability, the bases for building the practical capacity, the capacity structure of biologycal paractice og biology students, the development of indicatus for each capacity for practical. Practical capacity is perequisite for the formation and development of basic skills for biolysical student in teaching biology. Keywords: capacity, structural capacity, practical capacity, biological practice, biology specialized students.