Đề xuất cấu trúc và đánh giá năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua môn khoa học tự nhiên cấp trung học cơ sở

HNUE JOURNAL OF SCIENCE<br /> Educational Sci., 2017, Vol. 62, Iss. 9, pp. 79-88<br /> This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn<br /> <br /> DOI: 10.18173/2354-1075.2017-0153<br /> <br /> ĐỀ XUẤT CẤU TRÚC VÀ ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM<br /> CHO HỌC SINH THÔNG QUA MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> CẤP TRUNG HỌC CƠ SỞ<br /> 1<br /> <br /> Phạm Thị Bích Đào và 2 Đặng Thị Oanh<br /> 1 Viện<br /> <br /> 2 Khoa<br /> <br /> Khoa học giáo dục Việt Nam<br /> Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội<br /> <br /> Tóm tắt. Phát triển chương trình giáo dục phổ thông theo hướng tiếp cận năng lực (NL) là<br /> xu thế phát triển chương trình trên thế giới và cũng là quan điểm phát triển chương trình<br /> giáo dục phổ thông mới của Việt Nam. Bài viết đề cập đến một trong những năng lực đặc<br /> thù của môn Khoa học tự nhiên (KHTN) – năng lực thực nghiệm (NL TN): xác định cấu<br /> trúc, các thành tố của năng lực, phác thảo đường phát triển năng lực và chuẩn năng lực<br /> thực nghiệm, minh họa cụ thể về chuẩn NL TN cho học sinh (HS - giai đoạn cuối lớp 7, cơ<br /> hội phát triển NLTN thông qua một số nội dung môn KHTN cấp trung học cơ sở (THCS),<br /> thiết kế rubric đánh giá NL TN của HS lớp 6 thông qua môn KHTN dựa trên cơ sở chuẩn<br /> NL đã mô tả. Theo tác giả, để triển khai dạy học theo định hướng phát triển NL có hiệu<br /> quả cần tiếp tục nghiên cứu để chuẩn hóa trong việc xác định quan niệm, cấu trúc, đường<br /> phát triển một số NL cần phát triển cho HS thông qua môn KHTN.<br /> Từ khóa: Năng lực thực nghiệm, Đánh giá năng lực, Cấu trúc và đánh giá, Khoa học tự<br /> nhiên.<br /> <br /> 1.<br /> <br /> Mở đầu<br /> <br /> Trong nhà trường phổ thông, lĩnh vực Khoa học tự nhiên (KHTN) góp phần hình thành và<br /> phát triển cho người học các năng lực (NL) và phẩm chất chính như: năng lực chung (năng lực<br /> tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo); năng lực<br /> chuyên môn (năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực khám phá khoa học tự nhiên và xã<br /> hội,...); Năng lực đặc thù môn học (NL thực nghiệm, NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn,. . . ).<br /> Trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có một số nghiên cứu về NLTN như: xác định các NL thành<br /> phần của NLTN [4]; bồi dưỡng và phát triển NLTN cho học sinh (HS) thông qua các chuyên đề<br /> thí nghiệm mở [1] hoặc sử dụng hệ thống bài tập [2]. Tuy nhiên, việc bồi dưỡng NLTN cho HS ở<br /> trường phổ thông hiện nay còn chưa được chú trọng, việc vận dụng những kiến thức đã được học<br /> vào thực tiễn cuộc sống hay những ứng dụng khoa học và kĩ thuật còn chưa thực sự được quan<br /> tâm. Nội dung bài báo tập trung trình bày về khái niệm, cấu trúc, chuẩn NL Thực nghiệm (TN),<br /> xây dựng đường phát triển NL TN. Từ đó đề xuất cách thức đánh giá sự phát triển NL TN cho HS<br /> thông qua môn KHTN cấp THCS.<br /> Ngày nhận bài: 5/4/2017. Ngày nhận đăng: 2/8/2017<br /> Liên hệ: Phạm Thị Bích Đào, e-mail: dao311@gmail.com<br /> <br /> 79<br /> <br /> Phạm Thị Bích Đào và Đặng Thị Oanh<br /> <br /> 2.<br /> 2.1.<br /> <br /> Nội dung nghiên cứu<br /> Chuẩn năng lực Thực nghiệm thông qua môn Khoa học tự nhiên<br /> <br /> 2.1.1. Khái niệm năng lực Thực nghiệm<br /> Năng lực thực nghiệm là khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng thực nghiệm cùng với<br /> thái độ tích cực và hứng thú để giải quyết các vấn đề đặt ra trong thực tiễn một cách phù hợp và<br /> hiệu quả. NL TN của HS phổ thông là khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng TN cùng với thái<br /> độ tích cực và hứng thú để giải quyết các nhiệm vụ đặt ra trong quá trình học tập và vấn đề đặt ra<br /> có liên quan đến thực tiễn một cách phù hợp hiệu quả. NL TN được thể hiện thông qua hoạt động<br /> giải thích được hiện tượng tự nhiên liên quan đến khoa học, thực hiện thành công thí nghiệm, chế<br /> tạo các dụng cụ thí nghiệm hoạt động dựa trên nguyên tắc, định luật liên quan đến KHTN để phục<br /> vụ cuộc sống,... Như vậy, NL TN gắn với khả năng hành động, đòi hỏi HS phải giải thích được,<br /> làm được, vận dụng được kiến thức lí thuyết vào thực tiễn.<br /> <br /> 2.1.2. Cấu trúc năng lực thực nghiệm<br /> <br /> Hình 1. Cấu trúc năng lực thực nghiệm (4 thành tố và 16 chỉ số)<br /> Theo Schreiber, N., Theyssen, H. & Schecker, H [4], cấu trúc NL TN bao gồm các NL thành<br /> phần sau: NL xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết; NL thiết kế các<br /> phương án thí nghiệm; NL tiến hành phương án thí nghiệm đã thiết kế; NL xử lí, phân tích và trình<br /> bày kết quả.<br /> Trong Chương trình GDPT một số nước [3], [5], [8], hệ thống kĩ năng tiến trình khoa học<br /> cần phát triển cho HS khi dạy học môn Khoa học bao gồm: quan sát, so sánh, suy luận, dự đoán,<br /> đặt câu hỏi, sử dụng thiết bị, xây dựng giả thuyết, lập kế hoạch, điều tra, giải quyết vấn đề, giải<br /> thích, trình bày,... Đây là các kĩ năng chính để hình thành NL TN.<br /> Chúng tôi đề xuất cấu trúc NL TN dự kiến phát triển ở HS bao gồm bốn thành tố: Xác định<br /> vấn đề cần TN và đề xuất phương án TN; Thiết kế phương án TN; Tiến hành TN; Xử lí, phân tích,<br /> báo cáo kết quả TN và rút ra kết luận về kiến thức. Mỗi thành tố này sẽ được cụ thể hóa bằng các<br /> 80<br /> <br /> Đề xuất cấu trúc và đánh giá năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua môn Khoa học tự nhiên...<br /> <br /> hành vi (xem hình 1):<br /> - Xác định vấn đề và đề xuất phương án TN: Xác định câu hỏi/ mục đích TN; đề xuất các<br /> dự đoán, đề xuất giả thuyết TN; đề xuất các phương án TN.<br /> - Thiết kế phương án TN: Phân tích và xác định phương án TN; Xác định đối tượng TN và<br /> lựa chọn thiết bị, nguyên liệu, hóa chất để tiến hành TN; Mô tả/ thiết kế TN và xác định quy trình<br /> TN;<br /> - Tiến hành TN: Chuẩn bị thiết bị, nguyên liệu, hóa chất; Sử dụng thiết bị, nguyên liệu hóa<br /> chất; Thực hiện quy trình TN; Quan sát, ghi chép, thu thập thông tin;<br /> - Xử lí, phân tích, báo cáo kết quả và rút ra kết luận về kiến thức: Xử lí kết quả TN; phân<br /> tích kết quả TN; Biểu diễn, trình bày kết quả TN; Rút ra kết luận về kiến thức.<br /> <br /> 2.1.3. Đường phát triển và chuẩn năng lực thực nghiệm<br /> a) Thiết lập tiêu chí chất lượng của các hành vi<br /> Mỗi hành vi của NL TN được mô tả cụ thể ở mức độ thực hiện khác nhau, gọi là tiêu chí<br /> chất lượng. Bảng 1 trình bày tiêu chí chất lượng cho mỗi hành vi đó.<br /> Bảng 1. Tiêu chí chất lượng các hành vi của năng lực thực nghiệm<br /> <br /> Thành tố<br /> Xác định vấn<br /> đề và đề xuất<br /> các phương<br /> án TN<br /> <br /> Hành vi<br /> <br /> Tiêu chí chất lượng<br /> <br /> Đưa ra câu<br /> hỏi TN<br /> <br /> 1. Không đưa ra được câu hỏi hoặc đưa ra được câu hỏi thực nghiệm<br /> nhưng không liên quan đến vấn đề hay mục đích TN.<br /> <br /> Đề xuất các<br /> dự đoán<br /> Đề xuất các<br /> giả thuyết TN<br /> <br /> Đề xuất các<br /> phương án TN<br /> <br /> Thiết kế<br /> phương án<br /> TN<br /> <br /> Xác<br /> định<br /> phương<br /> án<br /> TN<br /> <br /> 2. Đưa ra được câu hỏi có liên quan đến vấn đề TN nhưng chưa đầy<br /> đủ, rõ ràng.<br /> 3. Đưa ra các câu hỏi về vấn đề TN một cách đầy đủ và rõ ràng.<br /> 1. Chưa đề xuất được dự đoán hoặc đề xuất dự đoán nhưng không<br /> liên quan đến vấn đề/ nội dung TN.<br /> 2. Đề xuất được dự đoán cho một vài vấn đề/ nội dung TN<br /> 3. Đề xuất được các dự đoán cho nhiều vấn đề/ nội dung TN.<br /> 1. Chưa đề xuất được hoặc đề xuất giả thuyết TN nhưng chưa phù<br /> hợp hoặc chưa trả lời được câu hỏi TN.<br /> 2. Đề xuất được một vài giả thuyết phù hợp hoặc trả lời được một<br /> vài câu hỏi TN.<br /> 3. Đề xuất được các giả thuyết TN phù hợp hoặc trả lời được nhiều<br /> câu hỏi TN.<br /> 1. Đề xuất được phương án TN tìm tòi nhưng không kiểm chứng<br /> được hoặc chỉ kiểm chứng được một vài giả thuyết.<br /> 2. Đề xuất được một số phương án tìm tòi và kiểm chứng được đa số<br /> các giả thuyết TN.<br /> 3. Đề xuất các phương án tìm tòi có thể kiểm chứng được tất cả các<br /> giả thuyết TN.<br /> 1. Chưa xác định được phương án TN hoặc xác định phương án TN<br /> nhưng không khả thi.<br /> 2. Xác định được phương án TN khả thi nhưng chưa tối ưu và hiệu<br /> quả.<br /> 3. Xác định được phương án TN tối ưu và hiệu quả.<br /> <br /> 81<br /> <br /> Phạm Thị Bích Đào và Đặng Thị Oanh<br /> <br /> Xác<br /> định<br /> nguyên liệu,<br /> thiết bị, hóa<br /> chất để TN<br /> <br /> Mô tả/ thiết kế<br /> TN<br /> <br /> Xác định quy<br /> trình TN<br /> <br /> Tiến hành<br /> TN;<br /> <br /> 2. Xác định được đầy đủ các nguyên vật liệu, dụng cụ, thiết bị, hóa<br /> chất cần thiết cho một phương án TN.<br /> 3. Xác định được đầy đủ các nguyên vật liệu, dụng cụ, thiết bị, hóa<br /> chất cần thiết cho các phương án TN.<br /> 1. Chưa mô tả hoặc mô tả cách thức bố trí TN nhưng chưa phù hợp<br /> với thực tế.<br /> 2. Mô tả cách thức bố trí TN nhưng chưa đầy đủ hoặc chưa chính<br /> xác.<br /> 3. Mô tả đầy đủ, chính xác cách thức bố trí TN.<br /> 1. Chưa xác định hoặc xác định chưa đầy đủ các bước tiến hành cho<br /> một phương án TN.<br /> 2. Xác định được các bước tiến hành TN nhưng chưa khả thi hoặc<br /> chưa hiệu quả.<br /> 3. Xác định được các bước tiến hành TN theo phương án khả thi và<br /> hiệu quả.<br /> <br /> Lựa<br /> chọn<br /> nguyên liệu,<br /> thiết bị, hóa<br /> chất để tiến<br /> hành TN theo<br /> phương án đã<br /> chọn<br /> <br /> 1. Không lựa chọn được hoặc lựa chọn được một vài nguyên liệu,<br /> thiết bị, hóa chất cần thiết để tiến hành TN.<br /> <br /> Sử<br /> dụng<br /> nguyên liệu,<br /> thiết bị, đã lựa<br /> chọn<br /> <br /> 1. Sử dụng không đúng mục đích hoặc sử dụng được một vài phương<br /> tiện, thiết bị, dụng cụ, hóa chất cơ bản trong quá trình TN.<br /> <br /> Thực hiện quy<br /> trình TN<br /> <br /> 82<br /> <br /> 4. Xác định được một số nguyên vật liệu, dụng cụ, thiết bị, hóa chất<br /> cơ bản cần thiết cho một phương án TN.<br /> <br /> 2. Lựa chọn được hầu hết nguyên liệu, thiết bị, hóa chất cần thiết để<br /> tiến hành TN nhưng chưa tìm được cách thay thế nguyên liệu, thiết<br /> bị, hóa chất còn thiếu.<br /> 3. Lựa chọn được tất cả các nguyên liệu, thiết bị, hóa chất cần thiết<br /> để tiến hành TN, tìm được cách thay thế nguyên liệu, thiết bị, hóa<br /> chất còn thiếu.<br /> <br /> 2. Sử dụng đúng mục đích và sử dụng được hầu hết các phương tiện,<br /> thiết bị, dụng cụ, hóa chất cơ bản trong quá trình TN.<br /> 3. Sử dụng hiệu quả và thành thạo các phương tiện, thiết bị, dụng cụ,<br /> hóa chất trong quá trình TN.<br /> 1. Chưa thực hiện được hoặc thực hiện được một vài bước theo quy<br /> trình TN đã chọn.<br /> 2. Thực hiện được các bước theo quy trình TN đã chọn nhưng chưa<br /> thành thạo (cần phải làm đi làm lại hoặc cần sự giúp đỡ của GV hay<br /> của nhóm HS khác).<br /> 3. Thực hiện thành thạo và hiệu quả các bước theo quy trình TN đã<br /> chọn.<br /> <br /> Đề xuất cấu trúc và đánh giá năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua môn Khoa học tự nhiên...<br /> <br /> Thu<br /> thập<br /> thông tin về<br /> kết quả TN<br /> <br /> 1. Thu thập được một vài thông tin và dữ liệu của quá trình TN<br /> nhưng chưa chính xác.<br /> 2. Thu thập được thông tin và các dữ liệu của quá trình TN nhưng<br /> chưa đầy đủ hoặc chưa chính xác.<br /> 3. Thu thập được đầy đủ, chính xác về thông tin và các dữ liệu của<br /> quá trình TN.<br /> <br /> Xử lí, phân<br /> tích, báo cáo<br /> kết quả TN và<br /> rút ra kết luận<br /> về kiến thức<br /> <br /> Xử lí kết quả<br /> TN<br /> <br /> Phân tích, kết<br /> quả TN<br /> <br /> Báo cáo kết<br /> quả TN<br /> <br /> Rút ra kết<br /> luận về kiến<br /> thức<br /> <br /> 1. Xử lí được một vài số liệu, thông tin về kết quả TN nhưng chưa<br /> chính xác.<br /> 2. Xử lí được các số liệu, thông tin về kết quả TN nhưng chưa đầy<br /> đủ hoặc chưa chính xác.<br /> 3. Xử lí được các số liệu, thông tin đầy đủ, chính xác về kết quả TN.<br /> 1. Phân tích được một vài số liệu, thông tin về kết quả TN nhưng<br /> chưa chính xác.<br /> 2. Phân tích được các số liệu, thông tin về kết quả TN nhưng chưa<br /> đầy đủ hoặc chưa chính xác.<br /> 3. Phân tích được các số liệu, thông tin đầy đủ, chính xác về kết quả<br /> TN.<br /> 1. Biểu diễn và trình bày thông tin kết quả TN sơ lược, cấu trúc lộn<br /> xộn chưa thể hiện được nội dung chính thu được từ kết quả TN.<br /> 2. Sử dụng một số phương tiện trực quan, sơ đồ khái niệm, SĐTD,<br /> biểu bảng, hình vẽ,... để biểu diễn kết quả TN. Trình bày thông tin<br /> kết quả TN đa dạng (có minh họa hình ảnh, mẫu vật, video,...), rõ<br /> ràng nhưng chưa thể hiện rõ nội dung chính thu được từ kết quả TN.<br /> 3. Sử dụng được các phương tiện trực quan, sơ đồ khái niệm, SĐTD,<br /> biểu bảng, hình vẽ,... Trình bày thông tin kết quả TN đa dạng (có<br /> minh họa hình ảnh, mẫu vật, video,...), rõ ràng, thông tin phong phú;<br /> có cấu trúc khoa học và sáng tạo; trình bày cụ thể nội dung chính<br /> thu được từ các kết quả TN.<br /> 1. Chưa rút ra được kết luận về kiến thức từ kết quả TN.<br /> 2. Rút ra được kết luận về kiến thức từ kết quả TN nhưng chưa đầy<br /> đủ hoặc chưa chính xác.<br /> 3. Rút ra được kết luận về kiến thức từ kết quả TN một cách chính<br /> xác, khoa học.<br /> <br /> Trên cơ sở cấu trúc (4 thành tố, 16 hành vi) và tiêu chí chất lượng của NL TN, chúng tôi đã<br /> thiết kế công cụ để đo lường trên mẫu đại diện. Rồi sử dụng lí thuyết IRT để xác định các mức độ<br /> phát triển NL TN của HS phổ thông.<br /> Theo đó, NL TN của HS phổ thông có thể được phát triển theo 5 mức độ từ thấp đến cao:<br /> (i) Xác định được vấn đề TN, (ii) Giải thích được vấn đề và tiến hành các TN đơn giản, (iii) Triển<br /> khai TN theo quy trình cho trước, (iv) Thiết kế được quy trình và triển khai TN theo quy trình thiết<br /> kế, (v) Rút ra kết luận khoa học có thể vận dụng vào tình huống thực (xem hình 2).<br /> Trên cơ sở đường phát triển NL TN và thực tiễn dạy học các nội dung trong môn KHTN<br /> (Vật lí, Hóa học, Sinh học và Địa lí tự nhiên), chúng tôi đề xuất các mức độ cụ thể của chuẩn NL<br /> 83<br /> <br />