Luận án Thiết kế và sử dụng hệ thống bài tập phát triển năng lực khoa học tự nhiên theo tiếp cận pisa cho học sinh trung học cơ sở

– 2021 i L AM OAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS Cao Cự Giác, TS. Lê Danh Bình, các kết quả nghiên cứu của luận án là trung thực và chƣa có ai công bố trong bất kì công trình khoa học nào khác. T iả N u ễ T ị iễ ằ ii L ẢM ƠN Trong quá trình hoàn thành luận án, tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ vô cùng quý báu của các tập thể và cá nhân. Trƣớc hết, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Cao Cự Giác, TS. Lê Danh Bình, những ngƣời thầy đã định hƣớng đề tài, nhiệt tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện, giúp đỡ, đồng hành cùng tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo Sau đại học, ngành Hóa học - Viện Sƣ phạm Tự nhiên, bộ môn Lí luận và Phƣơng pháp dạy học Hóa học - Viện Sƣ phạm Tự nhiên, Trƣờng Đại học Vinh; Trƣờng CĐSP Nghệ An đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin chân thành cám ơn giáo viên và học sinh tại các trƣờng THCS Nhân Thành - Yên Thành, THCS Đại Sơn - Đô Lƣơng, THCS Lê Lợi - Thành phố Vinh (Nghệ An); THCS Cƣơng Gián - Nghi Xuân, THCS Nam Hà - Thành phố Hà Tĩnh (Hà Tĩnh); THCS Lê Quý Đôn - Bỉm Sơn, THCS Xuân Trƣờng - Thọ Xuân (Thanh Hóa); THCS Trần Bội Cơ - Q. Bình Tân (Thành phố Hồ Chí Minh); THCS Vũng Tàu - Thành phố Vũng Tàu (Bà Rịa - Vũng Tàu), đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi tiến hành thực nghiệm đề tài. Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, đồng nghiệp, bạn bè đã động viên, khuyến khích và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Nghệ An, tháng 07 năm 2021 T iả N u ễ T ị iễ ằ iii AN MỤ Ữ V ẾT TẮT STT Ữ V ẾT TẮT Ữ V ẾT ẦY Ủ 1 ĐC Đối chứng 2 GV Giáo viên 3 HS Học sinh 4 KHTN Khoa học tự nhiên 5 SGK Sách giáo khoa 6 TC Tiêu chí 7 TN Thực nghiệm 8 TNSP Thực nghiệm sƣ phạm 9 THCS Trung học cơ sở 10 THPT Trung học phổ thông iv DANH MỤ ÌN VẼ, ẢN Hình 1.1. Các năng lực tổng quát trong chƣơng trình giáo dục phổ thông Úc Hình 1.2. Phẩm chất và năng lực cốt lõi của HS theo chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018 Hình 1.3. Lí thuyết vùng phát triển gần Hình 1.4. Đƣờng phát triển năng lực Glaser Hình 1.5. Quy trình đánh giá HS theo tiếp cận năng lực Hình 1.6. Biểu đồ nhận thức của GV về dạy học tiếp cận năng lực HS Hình 1.7. Biểu đồ khó khăn của GV khi chuyển sang phƣơng pháp dạy học tiếp cận năng lực Hình 1.8. Biểu đồ hiểu biết của GV về đánh giá năng lực HS Hình 1.9. Biểu đồ hiểu biết của GV về vai trò kiểm tra đánh giá kết quả học tập HS Hình 1.10. Biểu đồ mức độ sử dụng các phƣơng pháp để đánh giá kết quả học tập HS Hình 1.11. Biểu đồ công cụ GV sử dụng để đánh giá kết quả học tập HS Hình 1.12. Biểu đồ thành phần năng lực khoa học tự nhiên Hình 1.13. Biểu đồ hiểu biết của GV về bài tập tiếp cận PISA Hình 1.14. Biểu đồ đánh giá của GV về bài tập tiếp cận PISA Hình 1.15. Biểu đồ đánh giá của GV về sử dụng bài tập tiếp cận PISA trong dạy học Hình 1.16. Biểu đồ khó khăn của GV khi thiết kế bài tập tiếp cận PISA Hình 1.17. Biểu đồ mức độ sử dụng bài tập tiếp cận PISA trong dạy học các môn KHTN Hình 2.1. Mối quan hệ Chủ đề khoa học - Nguyên lí - Phát triển năng lực Hình 2.2. Quy trình xây dựng bài tập tiếp cận PISA Hình 2.3. Sơ đồ cấu trúc năng lực KHTN của HS THCS Hình 2.4. Quy trình xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực KHTN Hình 3.1a. Biểu đồ tổng hợp kết quả đánh giá năng lực KHTN theo từng TC ở vòng TNSP thăm dò Hình 3.2a. Đồ thị lũy tích biểu diễn điểm bài kiểm tra vòng TNSP thăm dò Hình 3.3a. Biểu đồ biểu diễn điểm bài kiểm tra vòng TNSP thăm dò Hình 3.1b. Tổng hợp kết quả đánh giá năng lực KHTN theo từng TC ở vòng TNSP 1 Hình 3.2b. Đồ thị lũy tích biểu diễn điểm bài kiểm tra vòng TNSP 1 Hình 3.3b. Biểu đồ biểu diễn điểm bài kiểm tra vòng TNSP 1 Hình 3.1c. Tổng hợp kết quả đánh giá năng lực KHTN theo từng TC ở vòng TNSP 2 Hình 3.2c. Đồ thị lũy tích biểu diễn điểm bài kiểm tra vòng TNSP 2 Hình 3.3c. Biểu đồ biểu diễn điểm bài kiểm tra vòng TNSP 2 Hình 3.4. Biểu đồ so sánh sự tiến bộ của HS qua vòng TNSP thăm dò - vòng TNSP 1 Hình 3.5. Biểu đồ so sánh sự tiến bộ của HS qua vòng TNSP 1 - 2 Hình 3.6. Một số hình ảnh HS thực hiện dự án khảo sát pH nƣớc Hình 3.7. Một số hình ảnh HS thực hiện dự án làm giấy chỉ thị acid - base Hình 3.8. Một số hình ảnh tiết dạy TNSP tại các trƣờng THCS Bảng 1.1. Bảng mô tả năng lực khoa học PISA 2018 Bảng 1.2. Các thành phần năng lực của môn KHTN và các mức độ biểu hiện Bảng 1.3. Nội dung đánh giá của PISA qua các kì v Bảng 1.4. Độ tin cậy của số liệu thống kê Spearman - Brown Bảng 2.3. Bảng TC, mức độ phát triển năng lực KHTN của HS THCS Bảng 3.1. Các lớp TN và ĐC vòng TNSP thăm dò Bảng 3.2. Các lớp TN và ĐC vòng TNSP 1 Bảng 3.3. Các lớp TN và ĐC vòng TNSP 2 Bảng 3.4. Phƣơng án thực nghiệm sƣ phạm Bảng 3.5a. Tổng hợp kết quả đánh giá năng lực KHTN theo từng tiêu chí ở vòng TNSP thăm dò Bảng 3.6a. Tổng hợp kết quả đánh giá năng lực KHTN theo năng lực thành phần vòng TNSP thăm dò Bảng 3.7a. Tổng hợp tham số đặc trƣng kết quả đánh giá năng lực KHTN vòng TNSP thăm dò Bảng 3.8a. Bảng đánh giá độ tin cậy Spearman-Brown của năng lực KHTN vòng TNSP thăm dò Bảng 3.9a. Tổng hợp điểm bài kiểm tra ở vòng TNSP thăm dò Bảng 3.10a. Bảng phân loại điểm bài kiểm tra vòng TNSP thăm dò Bảng 3.11a. Bảng tổng hợp kết quả bài kiểm tra theo TC vòng TNSP thăm dò Bảng 3.12a. Bảng tổng hợp các tham số đặc trƣng điểm bài kiểm tra vòng TNSP thăm dò Bảng 3.5b. Tổng hợp kết quả đánh giá năng lực KHTN theo từng TC ở vòng TNSP 1 Bảng 3.6b. Tổng hợp kết quả đánh giá năng lực KHTN theo năng lực thành phần ở vòng TNSP 1 Bảng 3.7b. Tổng hợp tham số đặc trƣng kết quả đánh giá năng lực KHTN vòng TNSP 1 Bảng 3.8b. Bảng đánh giá độ tin cậy Spearman-Brown của năng lực KHTN vòng TNSP 1 Bảng 3.9b. Tổng hợp điểm bài kiểm tra ở vòng TNSP 1 Bảng 3.10b. Bảng phân loại điểm bài kiểm tra vòng TNSP 1 Bảng 3.11b. Bảng tổng hợp kết quả bài kiểm tra theo TC vòng TNSP 1 Bảng 3.12b. Bảng tổng hợp các tham số đặc trƣng điểm bài kiểm tra vòng TNSP 1 Bảng 3.5c. Tổng hợp kết quả đánh giá năng lực KHTN theo từng TC ở vòng TNSP 2 Bảng 3.6c. Tổng hợp kết quả đánh giá các thành phần năng lực KHTN vòng TNSP 2 Bảng 3.7c. Tổng hợp các tham số đặc trƣng kết quả đánh giá năng lực KHTN vòng TNSP 2 Bảng 3.8c. Bảng đánh giá độ tin cậy Spearman-Brown của năng lực KHTN vòng TNSP 2 Bảng 3.9c. Tổng hợp điểm bài kiểm tra ở vòng TNSP 2 Bảng 3.10c. Bảng phân loại điểm bài kiểm tra vòng TNSP 2 Bảng 3.11c. Bảng tổng hợp điểm bài kiểm tra theo TC vòng TNSP 2 Bảng 3.12c. Bảng tổng hợp các tham số đặc trƣng điểm bài kiểm tra vòng TNSP 2 Bảng 3.13. Bảng so sánh sự tiến bộ của HS qua vòng TNSP thăm dò - vòng TNSP 1 Bảng 3.14. Bảng so sánh sự tiến bộ của HS qua vòng TNSP 1 - TNSP 2 Bảng 3.15. Bảng tổng hợp kết quả đánh giá theo các TC nhóm TN qua các vòng TNSP Bảng 3.16. Bảng tổng hợp điểm bài kiểm tra theo TC nhóm TN qua các vòng TNSP vi MỤ LỤ LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG iv MỤC LỤC vi MỞ ĐẦU 1 1. Lí do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 3 4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu 3 4.1. Khách thể nghiên cứu 3 4.2. Đối tƣợng nghiên cứu 3 5. Phạm vi nghiên cứu 3 6. Giả thuyết khoa học 3 7. Phƣơng pháp nghiên cứu 3 7.1. Nhóm phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết 3 7.2. Nhóm phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn 4 7.2.1. Khảo sát thực trạng 4 7.2.2. Thực nghiệm sư phạm 4 7.2.3. Phương pháp chuyên gia 4 7.3. Phƣơng pháp xử lí thông tin 4 8. Điểm mới của luận án 4 Chƣơng 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC 6 TỰ NHIÊN THEO TIẾP CẬN PISA CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ 1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 6 1.1.1. Trên thế giới 6 1.1.2. Ở Việt Nam 8 1.2. Định hƣớng đổi mới chƣơng trình giáo dục phổ thông 11 1.2.1. Đổi mới chương trình giáo dục trung học cơ sở 11 1.2.2. Định hướng về đổi mới mục tiêu, nội dung giáo dục 12 1.2.3. Định hướng đổi mới phương pháp giáo dục nhằm hình thành và phát triển phẩm 13 chất, năng lực cho học sinh trung học cơ sở 1.2.4. Định hướng đổi mới phương pháp kiểm tra, đánh giá hoạt động học tập của học 13 sinh trung học cơ sở vii 1.3. Một số vấn đề về năng lực, phát triển năng lực và đánh giá năng lực học sinh 14 1.3.1. Năng lực 14 1.3.2. Năng lực khoa học tự nhiên 18 1.3.3. Một số lí thuyết có bản làm cơ sở phát triển năng lực của học sinh 22 1.3.4. Một số phương pháp dạy học tích cực góp phần phát triển năng lực của học sinh 24 1.3.5. Đánh giá năng lực của học sinh 26 1.4. Bài tập Khoa học tự nhiên 28 1.4.1. Vai trò của bài tập trong dạy học môn Khoa học tự nhiên 28 1.4.2. Các yêu cầu chung khi sử dụng bài tập trong dạy học 29 1.4.3. Định hướng xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực khoa học tự nhiên tiếp 30 cận PISA cho học sinh trung học cơ sở phù hợp với chương trình giáo dục phổ thông 2018 1.5. Tổng quan về PISA 30 1.5.1. Tìm hiểu chung về chương trình đánh giá học sinh quốc tế PISA 30 1.5.2. Cấu trúc của bài tập PISA 33 1.5.3. Những ưu điểm của bài tập PISA trong việc đánh giá năng lực của học sinh 34 1.6. Thực trạng của việc sử dụng hệ thống bài tập tiếp cận PISA phát triển năng lực khoa 34 học tự nhiên của học sinh trong dạy học ở trƣờng trung học cơ sở hiện nay 1.6.1. Mục đích khảo sát 34 1.6.2. Nội dung khảo sát 35 1.6.3. Đối tượng khảo sát 35 1.6.4. Phương pháp khảo sát 35 1.6.5. Địa bàn khảo sát 35 1.6.6. Phân tích và đánh giá kết quả khảo sát 35 TIỂU KẾT CHƢƠNG 1 46 Chƣơng 2 THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA 47 HỌC TỰ NHIÊN THEO TIẾP CẬN PISA CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ 2.1. Tìm hiểu cấu trúc chƣơng trình môn Khoa học tự nhiên ở trƣờng trung học cơ sở theo 47 chƣơng trình giáo dục phổ thông mới 2.1.1. Mục tiêu của chương trình giáo dục Khoa học tự nhiên ở trường trung học cơ sở 47 2.1.2. Cấu trúc nội dung chương trình giáo dục Khoa học tự nhiên ở trường trung học 48 cơ sở 2.2. Xây dựng khung năng lực khoa học tự nhiên theo tiếp cận PISA cho học sinh trung 50 học cơ sở 2.2.1. Cơ sở khoa học 50 2.2.2. Nguyên tắc 50 2.2.3. Quy trình 51 viii 2.2.4. Cấu trúc khung năng lực khoa học tự nhiên theo tiếp cận PISA cho HS THCS 53 2.3.Thiết kế hệ thống bài tập phát triển năng lực khoa học tự nhiên theo tiếp cận PISA 56 cho học sinh trung học cơ sở 2.3.1. Cơ sở và nguyên tắc 56 2.3.2. Quy trình 57 2.3.3. Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực khoa học tự nhiên theo tiếp cận 62 PISA cho học sinh trung học cơ sở 2.3.4. Hướng dẫn đánh giá năng lực khoa học tự nhiên qua hệ thống bài tập 85 2.4. Sử dụng hệ thống bài tập phát triển năng lực khoa học tự nhiên theo tiếp cận PISA 87 cho học sinh trung học cơ sở 2.4.1. Sử dụng bài tập phát triển năng lực khoa học tự nhiên theo tiếp cận PISA trong các khâu của tiến trình dạy học 87 2.4.2. Sử dụng một số phương dạy học tích cực kết hợp bài tập phát triển năng lực khoa 90 học tự nhiên tiếp cận PISA 2.5. Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực khoa học tự nhiên theo tiếp cận PISA cho 93 học sinh trung học cơ sở 2.5.1. Cơ sở 93 2.5.2. Nguyên tắc 94 2.5.3. Quy trình 95 2.5.4. Bộ công cụ đánh giá năng lực khoa học tự nhiên theo tiếp cận PISA cho học sinh 95 trung học cơ sở TIỂU KẾT CHƢƠNG 2 116 Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 117 3.1. Mục đích thực nghiệm 117 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm 117 3.3. Đối tƣợng thực nghiệm 117 3.3.1. Đối tượng thực nghiệm thăm dò 117 3.3.2. Đối tượng thực nghiệm vòng 1 117 3.3.3. Đối tượng thực nghiệm vòng 2 118 3.4. Nội dung và tiến trình thực nghiệm sƣ phạm 118 3.4.1. Chọn phương pháp thực nghiệm sư phạm 118 3.4.2. Trao đổi chuyên môn với giáo viên dạy thực nghiệm 119 3.4.3.Tiến hành thực nghiệm 120 3.5. Phƣơng pháp xử lí kết quả thực nghiệm sƣ phạm 120 3.5.1. Phân tích định tính 120 3.5.2. Phân tích định lượng 121 3.6. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm 123 ix 3.6.1. Kết quả thực nghiệm vòng thăm dò 123 3.6.2. Kết quả thực nghiệm vòng chính thức 127 TIỂU KẾT CHƢƠNG 3 142 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 142 1. Kết luận 142 1.1. Về cơ sở lí luận và thực tiễn 142 1.2. Từ cơ sở lí luận và thực tiễn của vấn đề nghiên cứu đã đƣa ra các đề xuất 142 1.3. Thực nghiệm sƣ phạm 142 2. Kiến nghị 143 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO 145 1 MỞ ẦU 1. Lí ọ đề t i Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 Hội nghị Trung ƣơng 8 (khóa XI) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo xác định “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học”; “Tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh (HS). Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lí tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời” [1]. Quốc hội ban hành Nghị quyết số 88/2014/QH13 về đổi mới chƣơng trình, sách giáo khoa (SGK), góp phần đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo [2]. Ngày 27/3/2015, Thủ tƣớng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 404/QĐ-TTg phê duyệt Đề án đổi mới chƣơng trình, SGK giáo dục phổ thông [3]. Theo tinh thần đó, giáo dục phổ thông nƣớc ta đang thực hiện từng bƣớc chuyển từ chƣơng trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực ngƣời học, nghĩa là từ quan tâm đến việc HS học đƣợc cái gì đến quan tâm HS vận dụng đƣợc cái gì qua việc học. Xu hƣớng từng bƣớc chuyển nền giáo dục nƣớc nhà theo định hƣớng phát triển năng lực ngƣời học là tất yếu, bắt kịp với xu hƣớng giáo dục của thế giới, đáp ứng đƣợc yêu cầu cấp thiết của sự phát triển xã hội. Thực hiện các chủ trƣơng của Đảng, Chính phủ, Quốc hội, chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018 đƣợc xây dựng nhằm hình thành và phát triển các phẩm chất và năng lực ngƣời học [14]. Đổi mới giáo dục theo định hƣớng năng lực đòi hỏi thay đổi mục tiêu và nội dung giáo dục, phƣơng pháp và hình thức dạy học, phƣơng pháp đánh giá kết quả học tập của HS, trong đó việc thay đổi quan niệm và cách xây dựng các nhiệm vụ học tập, câu hỏi và bài tập có vai trò quan trọng. Trong quá trình giảng dạy các học phần lí luận dạy học chúng tôi nhận thấy vai trò của bài tập rất quan trọng trong rèn luyện các phẩm chất, năng lực cho HS đồng thời là công cụ hiệu quả trong việc đánh giá HS. Vì vậy, trong quá trình dạy học hiện nay việc xây dựng và sử dụng bài tập định hƣớng năng lực để tiến hành giảng dạy cũng nhƣ đánh giá kết quả học tập của HS là cần thiết. Chƣơng trình môn Khoa học tự nhiên (KHTN) dành cho cấp học trung học cơ sở (THCS) trên cơ sở tích hợp nội dung kiến thức, kĩ năng của các môn Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái Đất một cách xuyên suốt, thống nhất và có hệ thống nhằm hình thành và phát triển năng lực KHTN cho HS: “Giáo dục KHTN có sứ mệnh hình thành và phát triển thế giới quan khoa học ở HS; đóng vai trò chủ đạo trong việc giáo dục HS tinh thần khách quan, tình yêu thiên nhiên, tôn trọng các quy luật của tự nhiên để 2 từ đó biết ứng xử với tự nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững xã hội và môi trường. Giáo dục KHTN giúp HS dần hình thành và phát triển năng lực KHTN qua quan sát và thực nghiệm, vận dụng tổng hợp kiến thức, kĩ năng để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống” [14, tr.19]. Trong thực tiễn không thể giải quyết vấn đề bằng các kiến thức khoa học rời rạc, mà cần phải có liên kết và hệ thống hoàn chỉnh. Tuy nhiên hệ thống câu hỏi, bài tập cho môn học KHTN chƣa nhiều, chủ yếu ở dạng tách biệt của các phân môn Vật lí, Hóa học, Sinh học, thiên về nhắc lại kiến thức riêng lẻ đã học trong nhà trƣờng, chƣa có nhiều bài tập đòi hỏi HS vận dụng kiến thức và kĩ năng tổng hợp vào giải quyết các tình huống thực tiễn, chƣa rèn luyện và phát triển đƣợc năng lực KHTN cho HS nên chƣa đánh giá đầy đủ đƣợc năng lực KHTN của HS. Chƣơng trình đánh giá HS quốc tế PISA (Programme for International Student Assessment) đƣợc xây dựng và điều phối bởi Tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế OECD (The Organisation for Economic Co-operation and Development) vào cuối thập niên 90 và hiện vẫn diễn ra đều đặn. Khảo sát của PISA nhằm đƣa ra những đánh giá có chất lƣợng và đáng tin cậy về hiệu quả của hệ thống giáo dục đối với đối tƣợng HS ở độ tuổi 15. Năm 2018, 79 quốc gia tham gia chƣơng trình đánh giá PISA để biết đƣợc chất lƣợng giáo dục của quốc gia mình. Do đó PISA không chỉ là chƣơng trình nghiên cứu đánh giá chất lƣợng giáo dục của OECD mà trở thành một xu hƣớng đánh giá quốc tế, tƣ tƣởng đánh giá của PISA trở thành tƣ tƣởng đánh giá HS trên toàn thế giới. Khảo sát PISA đƣợc tổ chức 3 năm một lần, chủ yếu đánh giá năng lực HS trên 3 lĩnh vực Toán học, Đọc hiểu và Khoa học. Lĩnh vực Khoa học đánh giá năng lực Khoa học, đánh giá về khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng của HS trong KHTN. Các bài tập trong chƣơng trình đánh giá PISA là ví dụ điển hình cho xu hƣớng xây dựng các bài kiểm tra, đánh giá năng lực. Lứa tuổi đánh giá của PISA phù hợp với lứa tuổi HS kết thúc cấp giáo dục THCS ở Việt Nam [6], [11]. Việt Nam lần đầu tiên tham gia chƣơng trình đánh giá HS quốc tế PISA chu kì 2012 và tiếp tục tham gia ở các chu kì tiếp theo. Trong những năm gần đây, nhận thấy sự phù hợp của chƣơng trình đánh giá HS quốc tế PISA với định hƣớng đổi mới giáo dục ở nƣớc ta, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã tổ chức các đợt tập huấn cho giáo viên (GV) trung học về vận dụng cách đánh giá PISA vào đổi mới đánh giá giáo dục ở phổ thông [16]. Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: “T iết kế v sử ụ ệ t ố i tậ t triể ă ự k a ọ tự i t e tiế ậ P SA cho ọ si tru ọ sở” làm luận án tiến sĩ. 2. Mụ đí i ứu - Xây dựng khung năng lực KHTN theo tiếp cận PISA cho HS THCS với các thành phần năng lực, tiêu chí, mức độ biểu hiện cụ thể. - Đề xuất và sử dụng hệ thống bài tập theo tiếp cận PISA để rèn luyện, phát triển và 3 đánh giá năng lực KHTN của HS ở trƣờng THCS. 3. N iệ vụ i ứu - Nghiên cứu về chƣơng trình giáo dục phổ thông tổng thể 2018, chƣơng trình môn KHTN. - Nghiên cứu cơ sở lí luận về năng lực, năng lực KHTN, một số vấn đề về hình thành, phát triển và đánh giá năng lực HS THCS, bài tập KHTN, quan điểm đánh giá năng lực HS của PISA. - Điều tra thực trạng của việc sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA trong dạy học ở trƣờng THCS hiện nay. - Xây dựng khung năng lực KHTN theo tiếp cận PISA của HS THCS. - Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực KHTN theo tiếp cận PISA cho HS THCS. - Thiết kế và sử dụng hệ thống bài tập theo tiếp cận PISA để phát triển và đánh giá năng lực KHTN cho HS THCS. - Thực nghiệm sƣ phạm (TNSP) nhằm kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của hệ thống bài tập tiếp cận PISA trong phát triển và đánh giá năng lực KHTN cho HS THCS. 4. K t ể v đối t ợ i ứu 4.1. K t ể i ứu Quá trình dạy học môn KHTN ở trƣờng THCS. 4.2. ối t ợ i ứu Hệ thống bài tập phát triển năng lực KHTN theo tiếp cận PISA cho HS THCS. 5. P vi i ứu Nội dung: Các chủ đề chất và sự biến đổi chất trong chƣơng trình giáo dục môn KHTN ở cấp học THCS. Địa bàn: Một số trƣờng THCS thuộc các tỉnh ở ba miền Bắc, Trung, Nam Thời gian: 2017 - 2021. 6. iả t u ết k a ọ Nếu thiết kế đƣợc hệ thống bài tập phát triển năng lực KHTN theo tiếp cận PISA cho HS THCS và sử dụng hệ thống bài tập trong các hoạt động dạy học môn KHTN thì sẽ góp phần phát triển đƣợc năng lực KHTN của HS THCS. 7. P i ứu 7.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lí thuyết Sử dụng các phƣơng pháp phân tích, tổng hợp, phân loại, hệ thống hoá, khái quát hoá, ... để nghiên cứu các tài liệu liên quan đến đề tài: - Nghiên cứu các văn bản pháp lí liên quan đến vấn đề nghiên cứu: Chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018, chƣơng trình môn KHTN 2018, chiến lƣợc phát triển giáo dục ở nƣớc ta giai đoạn hiện nay. - Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến giáo dục học, lí luận và phƣơng pháp dạy học, năng lực, năng lực KHTN, đánh giá năng lực, bài tập đánh giá năng lực. - Nghiên cứu các tài liệu về PISA. 4 - Nghiên cứu chƣơng trình và SGK các bộ môn Vật lí, Sinh học, Hóa học ở trƣờng THCS hiện nay. - Nghiên cứu chƣơng trình và SGK môn KHTN của các nƣớc Australia, Anh, Singapore, Mỹ. 7.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn 7.2.1. Khảo sát thực trạng Khảo sát thực trạng của việc sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA để phát triển năng lực KHTN của HS trong dạy học ở trƣờng THCS hiện nay: - Tiến hành khảo sát thực trạng của việc sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA trong dạy học các môn Vật lí, Sinh học, Hóa học ở một số trƣờng THCS trên địa bàn các tỉnh Nghệ An, Thanh Hóa, Hà Tĩnh, Bà Rịa - Vũng Tàu, thành phố Hà Nội bằng cách gửi trực tiếp đến GV, thu phiếu điều tra góp ý. - Ứng dụng công nghệ thông tin: Sử dụng công cụ tạo “Biểu mẫu” của Google, thiết kế nội dung phiếu khảo sát, gửi đƣờng link đến GV để xin ý kiến. 7.2.2. Thực nghiệm sư phạm Tiến hành TNSP ở trƣờng THCS nhằm kiểm tra sự phù hợp, tính khả thi và hiệu quả của hệ thống bài tập tiếp cận PISA đối với quá trình rèn luyện năng lực KHTN của HS THCS. 7.2.3. Phương pháp chuyên gia Trao đổi, xin ý kiến của các GV có nhiều kinh nghiệm, các nhà khoa học, các chuyên gia đầu ngành về phƣơng pháp dạy học trong quá trình nghiên cứu, xây dựng khung năng lực KHTN của HS THCS theo tiếp cận PISA, hệ thống bài tập phát triển năng lực KHTN theo tiếp cận PISA của HS THCS. 7.3. Phương pháp xử lí thông tin Số liệu thống kê thu đƣợc trong quá trình khảo sát thực trạng và TNSP sẽ đƣợc chúng tôi xử lí bằng những hàm đặc trƣng trong nghiên cứu khoa học giáo dục có sẵn ở phần mềm Microsoft Excel 2010, IBM SPSS 20.0. 8. iể ới ủa uậ - Hệ thống hóa và làm sáng tỏ cơ sở lí luận và thực tiễn của năng lực, năng lực KHTN, phát triển năng lực HS, chƣơng trình đánh giá HS quốc tế PISA, chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018, chƣơng trình môn KHTN. - Đề xuất cấu trúc năng lực KHTN gồm 3 năng lực thành phần (nhận thức KHTN; tìm hiểu tự nhiên và vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học) và 10 tiêu chí đánh giá năng lực này. Mỗi tiêu chí mô tả 3 mức độ biểu hiện theo mức độ nhận thức tăng dần (nhận biết/ phát hiện; mô tả, phân tích; giải thích, đánh giá, vận dụng). - Đề xuất đƣợc hệ thống gồm 10 dạng, 80 bài tập định hƣớng phát triển năng lực KHTN theo 10 tiêu chí của năng lực để phát triển và đánh giá năng lực KHTN của HS THCS theo quan điểm PISA. Các bài tập đƣợc xây dựng dựa trên thực tiễn và bám sát mục tiêu môn học. Các câu hỏi/nhiệm vụ của mỗi bài tập đƣợc xây dựng theo 3 mức độ 5 nhận thức và có sự mô tả việc đánh giá các tiêu chí theo các mức độ đánh giá HS quốc tế PISA thông qua yêu cầu trả lời cho các câu hỏi trong bài tập. - Sử dụng hệ thống bài tập phát triển năng lực KHTN theo tiếp cận PISA trong các hoạt động dạy học các chủ đề chất và sự biến đổi chất ở trƣờng THCS. - Xây dựng đƣợc bộ công cụ đánh giá năng lực KHTN theo tiếp cận PISA của HS THCS. Sử dụng bài tập đã xây dựng để thiết kế bài kiểm tra đánh giá đƣợc 9/10 tiêu chí thuộc năng lực KHTN theo tiếp cận PISA, hƣớng dẫn chi tiết đánh giá câu trả lời theo 3 mức độ của từng tiêu chí với 3 phƣơng án trả lời (đầy đủ, chƣa đầy đủ và không đạt). 6 ƠN 1 Ơ SỞ LÍ LUẬN V T Ự T ỄN ỦA V Ệ P T TR ỂN NĂN LỰ K OA Ọ TỰ N ÊN THEO T ẾP ẬN PISA O Ọ S N TRUN Ọ Ơ SỞ 1.1. Tổ qua về vấ đề i ứu 1.1.1. Trên thế giới Từ những năm 90 của thế kỉ trƣớc, khi dạy học theo tiếp cận nội dung không thể đáp ứng với các yêu cầu phát triển của xã hội, dạy học phát triển năng lực ngƣời học trở thành tâm điểm của giáo dục trên toàn thế giới [1], [14], [43]. Mỗi quốc gia dựa trên cơ sở bối cảnh hiện tại, yêu cầu phát triển nguồn năng lực, mục tiêu phát triển của quốc gia, dân tộc cùng với xu thế phát triển nguồn năng lực quốc tế để xây dựng hệ thống các năng lực cần hình thành, phát triển cho ngƣời học. Do đó, các quốc gia khác nhau sẽ có hệ thống năng lực khác nhau, tuy nhiên năng lực khoa học có thể với các cách gọi tên khác nhau đều xuất hiện trong chƣơng trình giáo dục của các quốc gia. Nhận thấy tầm quan trọng của hiểu biết khoa học đối với thế hệ trẻ, ở nhiều nƣớc có nền giáo dục phát triển nhƣ nhƣ Úc, Đức, Anh, Hà Lan, Nhật Bản, Mỹ, Singapore, Đài Loan ... giáo dục khoa học trở thành môn học bắt buộc trong nhà trƣờng từ bậc giáo dục mầm non cho đến khi hoàn thành chƣơng trình giáo dục bắt buộc. Ở các quốc gia này khung chƣơng trình môn khoa học hoặc KHTN đều đã đề cập đến mục tiêu, nội dung, chuẩn kiến thức và kĩ năng cần đạt, phƣơng pháp, hình thức tổ chức dạy học cũng nhƣ kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS [21], [59], [62], [87], [88], [89]. Một số nghiên cứu về năng lực khoa học nhƣ định nghĩa, cấu trúc, biểu hiện đƣợc các nhà khoa học và tổ chức nghiên cứu giáo dục quan tâm [79], [101], [106]. Hurd đã liệt kê 7 biểu hiện hành vi của cá nhân có năng lực KHTN [76]. Hackling và Prain cho rằng năng lực KHTN đƣợc xây dựng từ kiến thức khoa học, ứng dụng kiến thức khoa học vào cuộc sống, năng lực nghiên cứu khoa học, thái độ tích cực và yêu thích khoa học [74]. Một cá nhân có NLKH là có khả năng mô tả và giải thích các hiện tƣợng tự nhiên; đánh giá thông tin khoa học trên cơ sở nguồn và cách thức đƣợc tạo ra; tổ chức, đánh giá và áp dụng các lập luận dựa trên bằng chứng [90]. NLKH PISA đƣợc OECD xây dựng và phát triển qua các kì đánh giá [92], [93], [95], [96], [98]. PISA 2006 xác định năng lực khoa học phổ thông bao gồm: Xác định vấn đề khoa học; Giải thích hiện tƣợng khoa học; Sử dụng bằng chứng khoa học [93]. PISA 2018 xây dựng khung năng lực khoa học: Giải thích hiện tƣợng một cách khoa học; Đánh giá và thiết kế nghiên cứu khoa học; Diễn giải dữ liệu và bằng chứng một cách khoa học [98] . Một số tác giả đã nghiên cứu về nội dung và mối quan hệ giữa chƣơng trình, mục đích giáo dục KHTN, môi trƣờng dạy và học KHTN với hình thành năng lực KHTN cho 7 HS [60], [64], [75], [81], [80], [83], [85], [99]. Những thập kỷ gần đây khi mà xã hội phụ thuộc nhiều vào khoa học và công nghệ, việc liên kết nội dung và mục đích dạy học khoa học gắn với yêu cầu ngƣời dân bình thƣờng cần có để tham gia hiệu quả vào xã hội đƣơng đại đƣợc quan tâm ngày càng nhiều hơn. Cách tiếp cận năng lực này đã nhanh chóng đi vào chƣơng trình giảng dạy của các hệ thống giáo dục, có ảnh hƣởng rất lớn đến cách các quốc gia trên thế giới đang xác định kỳ vọng học tập về khoa học cho HS cộng đồng [66]. Với suy nghĩ này, nhóm nghiên cứu ở Tây Ban Nha đã tìm cách xác định mức độ liên quan đến các yếu tố của năng lực khoa học mà công dân nên sở hữu để giải quyết đƣợc các vấn đề trong cuộc sống hàng ngày [61]. Nghiên cứu ở Trƣờng Sƣ phạm, Đại học Delaware, Newark (USA) giúp chúng ta hiểu rõ hơn về năng lực khoa học và cách thức có đƣợc nó. Nhóm nghiên cứu đã phỏng vấn 10 nhân viên tại một công ty chuyên sản xuất các sản phẩm kĩ thuật. Tất cả họ đều tham gia vào công việc kĩ thuật cao, điển hình của một kĩ sƣ thực hành, mặc dù không ai trong số họ có đƣợc bằng cấp ngoài trƣờng trung học. Nhóm nhân viên này đã mô tả việc họ áp dụng kiến thức đƣợc học về khoa học khi họ giải quyết các vấn đề thực tế trong công việc. Những nội dung họ học và cách họ học đều dựa trên nhiệm vụ. Các yếu tố bối cảnh nhƣ lựa chọn nhiệm vụ và tiếp cận xã hội với chuyên môn trong công ty là những yếu tố quan trọng trong việc học tập của họ. Ảnh hƣởng duy nhất bên ngoài công việc đƣợc nhắc đến nhiều lần có ý nghĩa đối với việc tiếp thu năng lực khoa học là kinh nghiệm mày mò sâu rộng [82]. Qua đó cho thấy HS THCS hoàn toàn có khả năng ứng dụng KHTN trong môi trƣờng làm việc và năng lực khoa học sẽ đƣợc phát triển. Nhu cầu nghiên cứu năng lực KHTN trở nên rõ ràng khi thế giới ngày càng quan tâm đến phƣơng pháp tiếp cận năng lực, hai chƣơng trình khảo sát quốc tế phổ biến đánh giá năng lực KHTN là Chƣơng trình Đánh giá HS Quốc tế (Programme for International Student Assessment - PISA) và Nghiên cứu về các xu hƣớng toán và khoa học (Trends in Mathematics and Science Study - TIMSS). Thang đo PISA chú trọng đến khả năng vận dụng kiến thức đã học của HS độ tuổi 15 vào xử lí, giải quyết các tình huống thực tiễn [69], [70], [91], [93], [97], [111]. Mục đích của TIMSS là kiểm tra, đánh giá mức độ hiểu của HS lớp 4 và lớp 8 đối với các khái niệm cơ bản và kĩ năng suy nghĩ độc lập trƣớc các vấn đề đã đƣợc học [35]. Một hƣớng nghiên cứu đƣợc các nhà giáo dục quan tâm là các yếu tố để gia tăng hiệu quả rèn luyện năng lực KHTN trong dạy học. Một nhóm nghiên cứu ở trƣờng Đại học Islam Nusantara, Indonesia [65] cho rằng để phát triển ba khía cạnh NL của HS, bao gồm kiến thức, kĩ năng và thái độ thì cần có một công cụ học tập, công cụ nghiên cứu và thiết kế ban đầu dựa vào tài liệu học tập môn KHTN. Thiết kế ban đầu bao gồm bảy chƣơng trình học tập: định hƣớng, giải thích chủ đề, lập bảng tính toán, thảo luận các hoạt động, trình bày tài liệu, báo cáo nhiệm vụ và phản ánh bình luận. Tài liệu giảng dạy 8 đƣợc thiết kế với hệ thống bài tập để thảo luận trong nhóm và nên đƣợc tính toán trên cơ sở cá nhân, có thể bồi dƣỡng năng lực cho HS. Không khí học tập mang lại cảm giác thoải mái để HS suy nghĩ và bày tỏ ý kiến mong đợi để phát triển năng lực của HS khi học môn KHTN. Nhƣ vậy, việc thiết kế bài tập phát triển và đánh giá năng lực KHTN cũng đã đƣợc nhóm tác giả lƣu ý trong các tài liệ... nhận kiến thức mới, giải thích các hiện tượng khoa học và đưa ra kết luận dựa trên bằng chứng khoa học. Hiểu biết về khoa học và cách thức khoa học, công nghệ tạo ra thế giới. Sẵn sàng tham gia vào các vấn đề liên quan đến khoa học với tư cách là một công dân có trách nhiệm. ” [94, tr.34]. Theo đánh giá của PISA về năng lực khoa học phổ thông yêu cầu HS cần phải thể hiện kiến thức và khả năng nhận thức, mặt khác cũng yêu cầu HS thể hiện thái độ, giá trị và động lực nhằm đáp ứng và ứng phó với những vấn đề khoa học liên quan. PISA quan tâm với cả hai khía cạnh nhận thức và tình cảm của năng lực HS trong khoa học. Khi đánh giá năng lực khoa học, PISA quan tâm tới những vấn đề có sự đóng góp kiến thức khoa học và vấn đề nào có liên quan đến HS khi các em đƣa ra quyết định, kể cả ở hiện tại hoặc tƣơng lai. Để đánh giá năng lực khoa học, PISA đã xây dựng 4 thành tố: Ngữ cảnh, kĩ năng, kiến thức và thái độ có mối quan hệ mật thiết. - Ngữ cảnh (situations and context): Nhận ra các tình huống liên quan đến khoa học và công nghệ. Ngữ cảnh đƣợc sử dụng trong đánh giá năng lực khoa học của PISA: Sức khỏe, tài nguyên thiên nhiên, môi trƣờng, thiên tai và rủi ro, thành tựu khoa học và công nghệ. Các ngữ cảnh đƣợc chia làm ba nhóm: Cá nhân, xã hội và toàn cầu. - Kiến thức (scientific knowledge): Hiểu biết về thế giới tự nhiên trên cơ sở kiến thức khoa học trong đó bao gồm kiến thức về thế giới tự nhiên và kiến thức về chính khoa học. 19 - Năng lực (scientific competency): Là khả năng tham gia vào các vấn đề liên quan đến khoa học với các ý tƣởng khoa học nhƣ một công dân có trách nhiệm. - Thái độ (attitude): Thể hiện sự quan tâm đến khoa học, hỗ trợ tìm hiểu khoa học và động lực để hành động có trách nhiệm. Năng lực Khoa học trong khung đánh giá PISA 2018 gồm 3 năng lực thành phần: Giải thích hiện tượng một cách khoa học; Đánh giá và thiết kế nghiên cứu khoa học; Diễn giải dữ liệu và bằng chứng một cách khoa học đƣợc mô tả cụ thể ở bảng 1.1. Bảng 1.1. Bảng mô tả năng lực khoa học PISA 2018 [98, tr.104] Thành ầ iểu iệ ă ự Nhận biết, đề xuất và đánh giá các giải thích cho một loạt các hiện tƣợng 1. Giải tự nhiên và công nghệ. Các biểu hiện cụ thể: thích hiện - Nhớ lại và vận dụng kiến thức khoa học thích hợp tƣợng một - Xác định, sử dụng và tạo ra các mô hình để giải thích và biểu diễn cách khoa - Đƣa ra các dự đoán phù hợp học - Đƣa ra các giả thuyết giải thích - Giải thích những tác động tiềm tàng của tri thức khoa học với xã hội Thực hiện các điều tra, thí nghiệm khoa học từ đó đề xuất cách giải quyết 2. Đánh các câu hỏi theo cách khoa học. Các biểu hiện cụ thể: giá và - Xác định câu hỏi khám phá trong nghiên cứu khoa học thiết kế - Phân biệt đƣợc câu hỏi có thể nghiên cứu một cách khoa học nghiên - Đề xuất cách thức khám phá vấn đề một cách khoa học cứu khoa - Đánh giá cách thức khám phá vấn đề một cách khoa học học - Mô tả và đánh giá các cách thức mà nhà khoa học sử dụng để đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu, tính khách quan và tổng quát của các giải thích Phân tích và đánh giá dữ liệu, tuyên bố và lập luận theo các cách khác 3. Diễn nhau để rút ra kết luận khoa học. Các biểu hiện cụ thể: giải dữ - Chuyển đổi cách biểu diễn dữ liệu liệu và - Phân tích, diễn giải dữ liệu và đƣa ra kết luận thích hợp bằng - Xác định giả định, bằng chứng và lập luận trong các văn bản khoa học chứng một - Tranh luận khoa học dựa trên bằng chứng khoa học, lý thuyết và các cơ cách khoa sở khác. học - Đánh giá lập luận và bằng chứng khoa học từ các nguồn khác nhau Năng lực khoa học PISA 2018 đƣợc đánh giá ở ba mức độ [98, tr.110]: - Mức độ 1: Nhớ lại một thực tế, thuật ngữ, nguyên tắc, khái niệm hoặc xác định đƣợc một thông tin từ biểu đồ, bảng. 20 - Mức độ 2: Sử dụng và áp dụng kiến thức để mô tả, giải thích các hiện tƣợng; biểu diễn dữ liệu; diễn giải và sử dụng các dữ liệu đơn giản. - Mức độ 3: Phân tích thông tin hoặc dữ liệu phức tạp; tổng hợp hoặc đánh giá bằng chứng khoa học; đƣa ra lập luận từ các nguồn dữ liệu khác nhau; xây dựng kế hoạch để tiếp cận vấn đề khoa học. 1.3.2.2. Năng lực khoa học tự nhiên Chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018 xác định năng lực KHTN là một trong các năng lực chuyên biệt trong hệ thống năng lực cốt lõi cần hình thành và phát triển cho HS thông qua dạy học môn KHTN. Năng lực KHTN gồm ba thành phần: Nhận thức KHTN; Tìm hiểu tự nhiên; Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học. Biểu hiện cụ thể của năng lực KHTN đƣợc cụ thể hóa trong bảng 1.2. Bảng 1.2. Các thành phần năng lực của môn KHTN và các mức độ biểu hiện [15, tr. 6-7] T ầ iểu iệ ă ự Trình bày, giải thích đƣợc những kiến thức cốt lõi về thành phần cấu trúc, sự đa dạng, tính hệ thống, quy luật vận động, tƣơng tác và biến đổi của thế giới tự nhiên. Các biểu hiện cụ thể: - Nhận biết và nêu đƣợc tên các sự vật, hiện tƣợng, khái niệm, quy luật, quá trình của tự nhiên. - Trình bày đƣợc các sự vật, hiện tƣợng; vai trò của các sự vật, hiện tƣợng và các quá trình tự nhiên bằng các hình thức biểu đạt nhƣ ngôn ngữ nói, viết, công thức, sơ đồ, biểu đồ,. 1. Nhận thức - So sánh, phân loại, lựa chọn đƣợc các sự vật, hiện tƣợng, quá trình khoa học tự tự nhiên theo các tiêu chí khác nhau. nhiên - Phân tích đƣợc các đặc điểm của một sự vật, hiện tƣợng, quá trình của tự nhiên theo logic nhất định. - Tìm đƣợc từ khoá, sử dụng đƣợc thuật ngữ khoa học, kết nối đƣợc thông tin theo logic có ý nghĩa, lập đƣợc dàn ý khi đọc và trình bày các văn bản khoa học. - Giải thích đƣợc mối quan hệ giữa các sự vật và hiện tƣợng (quan hệ nguyên nhân - kết quả, cấu tạo - chức năng, ...). - Nhận ra điểm sai và chỉnh sửa đƣợc; đƣa ra đƣợc những nhận định phê phán có liên quan đến chủ đề thảo luận. Thực hiện đƣợc một số kĩ năng cơ bản để tìm hiểu, giải thích sự vật hiện tƣợng trong tự nhiên và đời sống. Chứng minh đƣợc các vấn đề trong thực tiễn bằng các dẫn chứng khoa học. Các biểu hiện cụ thể: - Đề xuất vấn đề, đặt câu hỏi cho vấn đề 21 + Nhận ra và đặt đƣợc câu hỏi liên quan đến vấn đề. + Phân tích bối cảnh để đề xuất đƣợc vấn đề nhờ kết nối tri thức và kinh nghiệm đã có và dùng ngôn ngữ của mình để biểu đạt vấn đề đã đề xuất. - Đƣa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết + Phân tích vấn đề để nêu đƣợc phán đoán. 2. Tìm hiểu + Xây dựng và phát biểu đƣợc giả thuyết cần tìm hiểu. tự nhiên - Lập kế hoạch thực hiện + Xây dựng đƣợc khung logic nội dung tìm hiểu + Lựa chọn đƣợc phƣơng pháp thích hợp (quan sát, thực nghiệm, điều tra, phỏng vấn, hồi cứu tƣ liệu, ...). + Lập đƣợc kế hoạch triển khai tìm hiểu. - Thực hiện kế hoạch + Thu thập, lƣu giữ đƣợc dữ liệu từ kết quả tổng quan, thực nghiệm, điều tra. + Đánh giá đƣợc kết quả dựa trên phân tích, xử lí các dữ liệu bằng các tham số thống kê đơn giản. + So sánh kết quả với giả thuyết, giải thích, rút ra đƣợc kết luận và điều chỉnh khi cần thiết. - Viết, trình bày báo cáo và thảo luận + Sử dụng đƣợc ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt quá trình và kết quả tìm hiểu. + Viết đƣợc báo cáo sau quá trình tìm hiểu. + Hợp tác đƣợc với đối tác bằng thái độ lắng nghe tích cực và tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá do ngƣời khác đƣa ra để tiếp thu tích cực và giải trình, phản biện, bảo vệ kết quả tìm hiểu một cách thuyết phục. - Ra quyết định và đề xuất ý kiến + Đƣa ra đƣợc quyết định và đề xuất ý kiến xử lí cho vấn đề đã tìm hiểu. Vận dụng đƣợc kiến thức, kĩ năng về KHTN để giải thích những hiện 3. Vận dụng tƣợng thƣờng gặp trong tự nhiên và trong đời sống; những vấn đề về kiến thức, kĩ bảo vệ môi trƣờng và phát triển bền vững; ứng xử thích hợp và giải năng đã học quyết những vấn đề đơn giản liên quan đến bản thân, gia đình, cộng đồng. Các biểu hiện cụ thể: - Nhận ra, giải thích đƣợc vấn đề thực tiễn dựa trên kiến thức khoa học tự nhiên. - Dựa trên hiểu biết và các cứ liệu điều tra, nêu đƣợc các giải pháp và 22 thực hiện đƣợc một số giải pháp để bảo vệ tự nhiên; thích ứng với biến đổi khí hậu; có hành vi, thái độ phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững. Qua nghiên cứu, phân tích năng lực khoa học PISA 2018 và năng lực KHTN 2018 chúng tôi nhận thấy: Hai năng lực trong khung đánh giá PISA 2018 Đánh giá và thiết kế nghiên cứu khoa học; Diễn giải dữ liệu và bằng chứng một cách khoa học có nội hàm tƣơng tự nhƣ năng lực tìm hiểu tự nhiên của năng lực KHTN 2018. Năng lực Giải thích hiện tượng một cách khoa học thuộc khung năng lực khoa học PISA 2018 đòi hỏi HS vận dụng kiến thức phù hợp để giải thích các hiện tƣợng trong thực tiễn thông qua các hoạt động nhƣ sử dụng mô hình, giả thiết, dự đoán, thành phần năng lực này gần gũi với năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học ở năng lực KHTN 2018. Tuy nhiên trong khung năng lực KHTN 2018, năng lực này còn yêu cầu HS thể hiện các mức độ cao hơn với việc đề xuất và thực hiện giải pháp giải quyết các vấn đề bảo vệ tự nhiên, có thái độ phù hợp với yêu cầu bảo vệ môi trƣờng, phát triển bền vững. Trong khung năng lực khoa học PISA 2018 không tách năng lực về kiến thức khoa học riêng nhƣ khung năng lực KHTN 2018 (năng lực Nhận thức khoa học tự nhiên) mà ba năng lực Giải thích hiện tượng một cách khoa học; Đánh giá và thiết kế nghiên cứu khoa học; Diễn giải dữ liệu và bằng chứng một cách khoa học đều yêu cầu kiến thức khoa học [98, tr.99]. Chƣơng trình giáo dục phổ thông môn KHTN đã liệt kê các biểu hiện của ba năng lực trong khung năng lực KHTN 2018 tuy nhiên chƣa miêu tả các tiêu chí, mức độ biểu hiện và chƣa có công cụ để đánh giá. Khung năng lực Khoa học PISA đã mô tả đƣợc 3 mức độ phát triển: Nhận biết/Thu thập thông tin; Kết nối và tích hợp/Phân tích, lí giải; Phản hồi và đánh giá. Vì thế việc xây dựng khung năng lực KHTN với các thành phần năng lực đƣợc mô tả bởi biểu hiện, tiêu chí cụ thể và đƣa ra đƣợc các mức độ đánh giá sự phát triển của năng lực là cần thiết. Từ đó, chúng tôi đề xuất khái niệm năng lực KHTN theo tiếp cận PISA: “Năng lực KHTN theo tiếp cận PISA là khả năng huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí, ... để xác định đối tượng khoa học, thực hiện thành công hoạt động tìm hiểu thế giới tự nhiên và sử dụng được chứng cứ khoa học để giải quyết tình huống trong thực tiễn cuộc sống một cách có hiệu quả và trách nhiệm”. Theo chúng tôi, năng lực KHTN theo tiếp cận PISA gồm các thành phần: Nhận thức KHTN; Tìm hiểu tự nhiên; Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học. Chúng tôi sẽ tiến hành mô tả các biểu hiện, tiêu chí và mức độ biểu hiện ở các phần tiếp theo. 1.3.3. Một số lí thuyết học tập làm cơ sở phát triển năng lực của học sinh Lí thuyết học tập là mô hình lí thuyết mô tả và giải thích cơ chế tâm lí của quá trình học tập. Các lí thuyết học tập có cách tiếp cận khác nhau nên mỗi thuyết có giá trị riêng, vì vậy trong quá trình vận dụng cần phối hợp một số lí thuyết học tập [43, tr.23]. 1.3.3.1. Thuyết nhận thức: Học là giải quyết vấn đề [43, tr.29] 23 Thuyết nhận thức ra đời vào đầu thế kỉ XX với đại diện tiêu biểu là nhà tâm lí học ngƣời Áo Jeans Piaget. Các luận điểm chính của thuyết bao gồm: - Lí thuyết nhận thức nghiên cứu quá trình nhận thức bên trong với tƣ cách là một quá trình xử lí thông tin. Bộ não xử lí các thông tin tƣơng tự một hệ thống kĩ thuật. - Quá trình nhận thức có cấu trúc và ảnh hƣởng quyết định đến hành vi. Con ngƣời tiếp thu các thông tin bên ngoài, xử lí và đánh giá chúng, quyết định các hành vi ứng xử. - Trung tâm của quá trình nhận thức là các hoạt động trí tuệ nhƣ: nhận biết, phân tích và hệ thống hóa các sự kiện, hiện tƣợng, nhớ lại những kiến thức đã học, giải quyết các vấn đề và phát triển, hình thành các ý tƣởng mới. - Cấu trúc nhận thức của con ngƣời không phải do bẩm sinh mà đƣợc hình thành thông qua kinh nghiệm. - Cấu trúc nhận thức của mỗi ngƣời là khác nhau. Muốn có sự thay đổi với một ngƣời thì cần có những tác động phù hợp để thay đổi nhận thức của ngƣời đó. - Con ngƣời có thể tự điều chỉnh nhận thức với quá trình tự đặt mục tiêu, xây dựng kế hoạch và thực hiện. Trong đó, con ngƣời có thể tự quan sát, tự đánh giá và tự hứng thú, không cần quá trình kích thích từ bên ngoài. 1.3.3.2. Thuyết kiến tạo: Học là tự kiến tạo tri thức [43, tr.31] Lí thuyết kiến tạo đƣợc phát triển và quan tâm nhiều từ cuối thể kỉ XX. Những đại diện tiêu biểu của lí thuyết này là Jeans Piaget, Watzlawick, Hans Aebli, Maria Motessori, Lew S.Wygotzky. Các quan niệm chính của thuyết kiến tạo bao gồm: - Tri thức đƣợc xuất hiện thông qua việc chủ thể nhận thức tự cấu trúc vào hệ thống bên trong của mình, tri thức mang tính chủ quan. - Thuyết kiến tạo nhấn mạnh vai trò chủ thể nhận thức trong việc giải thích và kiến tạo tri thức. - Cần tổ chức sự tƣơng tác giữa HS và đối tƣợng học tập, để giúp HS xây dựng thông tin mới vào cấu trúc tƣ duy của mình, đã đƣợc chủ thể điều chỉnh. - Học không chỉ là khám phá mà còn là sự giải thích, cấu trúc mới tri thức. Theo quan điểm của thuyết kiến tạo, học tập là quá trình GV tổ chức môi trƣờng học tập mang tính kiến tạo, HS chủ động tự lực lĩnh hội tri thức thông qua tƣơng tác với nội dung học tập và HS khác. Hoạt động học trong môi trƣờng kiến tạo là quá trình có các đặc điểm: chủ động, tự điều khiển, kiến tạo, cảm xúc, tình huống và xã hội. 1.3.3.3. Lí thuyết vùng phát triển gần của Lev Vygotsky Lí thuyết vùng phát triển gần (zone of proximal development - ZPD) của Lev Vygotsky (1896 - 1934) đã trở thành nền tảng nghiên cứu và lí thuyết về sự phát triển nhận thức trong suốt nhiều thập kỷ qua. Theo Vygotsky sự phát triển nhận thức bắt nguồn từ Hình 1.3. Lí thuyết vùng phát triển gần 24 các tƣơng tác xã hội, từ việc trẻ em học có hƣớng dẫn bên trong vùng phát triển gần, có khác biệt về kết quả giữa trẻ tự tìm hiểu kiến thức và trẻ học tập với sự hƣớng dẫn, hỗ trợ, khuyến khích của ngƣời có kĩ năng cao hơn. Vygotsky xây dựng mô hình vùng phát triển gần và đƣa ra khái niệm giàn giáo (ZDP and scaffolding). Vùng nằm giữa vùng phát triển hiện tại của ngƣời học và vùng phát triển tiềm năng mà ngƣời học có thể có thông qua sự giúp đỡ của ngƣời có kiến thức và kinh nghiệm cao hơn đƣợc gọi là vùng phát triển gần. Ông cho rằng ZPD là vùng với sự giáo dục hay hƣớng dẫn của chuyên gia cùng công nghệ và các công cụ hỗ trợ sẽ cho phép trẻ phát triển các kĩ năng, sau đó tự mình phát triển ở mức độ cao hơn. Vùng phát triển gần là mục tiêu di động nên khi ngƣời học đạt đƣợc các kĩ năng mới thì vùng này sẽ di chuyển dần về phía trƣớc. ZPD dẫn dắt ngƣời học đến vùng phát triển tiềm năng, thuyết này đề cao vai trò của xã hội (GV, cha mẹ ) với ngƣời học [32], [49], [105]. 1.3.3.4. Lí thuyết đường phát triển năng lực của Robert Glaser Robert Glaser (1921 - 2012) đã đề xuất lí thuyết đƣờng phát triển NL trên cơ sở “giải thích dựa trên tiêu chí”. Ông xây dựng đƣờng phát triển nhận thức có nhiều mức độ nhƣ một đƣờng liên tục, bao gồm sự thành thạo từ thấp đến cao. Mỗi mức độ đƣợc mô tả bởi các tiêu chí hành vi thể hiện sự thành thạo kiến thức kĩ năng nhất định. Dựa vào dữ liệu của ngƣời học thông qua các biểu hiện cụ thể để xác định vị trí NL của ngƣời học trên đƣờng phát triển NL [71]. Assddddddddddddddddddddddddddddddddddddd đHình 1.4. Đường phát triển năng lực Glaser 1.3.4. Một số phương pháp dạy học tích cực góp phần phát triển năng lực khoa học tự nhiên của học sinh Hiện nay có rất nhiều phƣơng pháp, kĩ thuật dạy học tích cực đƣợc GV sử dụng trong dạy học tiếp cận năng lực HS. Trong quá trình TNSP chúng tôi đã vận dụng các phƣơng pháp dạy học theo góc, dạy học theo hợp đồng và dạy học dự án để thiết kế và triển khai các kế hoạch bài dạy, trong đó chúng tôi lồng ghép hệ thống bài tập phát triển năng lực KHTN theo tiếp cận PISA để xây dựng các hoạt động học tập cho HS. Đây là các phƣơng pháp dạy học khuyến khích đƣợc tính chủ động, khả năng tự học của HS, kích thích đƣợc sự đam mê tìm tòi khám phá khoa học của các em, đồng thời tạo điều kiện cho GV tổ chức đƣợc dạy học phân hóa, dạy học phát triển năng lực HS. Thông qua các phƣơng pháp dạy học này nhiều nội dung giáo dục sức khỏe, bảo vệ môi trƣờng, phát triển bền vững đƣợc gắn với các tình huống thực tiễn giúp HS vừa có thể nắm vững lí thuyết, đồng thời vận dụng đƣợc kiến thức KHTN vào giải quyết các vấn đề xảy ra trong cuộc sống hàng ngày, từ đó góp phần rèn luyện và phát triển năng lực KHTN cho HS. 1.3.4.1. Phương pháp dạy học theo góc 25 Dạy học theo góc là phƣơng pháp học tập theo đó HS của một lớp học đƣợc học tại các vị trí/khu vực khác nhau để thực hiện các nhiệm vụ đƣợc giao nhƣng cùng hƣớng tới chiếm lĩnh một nội dung học tập theo các phong cách học khác nhau. Các hoạt động có tính đa dạng cao về nội dung và bản chất, hƣớng tới việc thực hành, khám phá và thực nghiệm. Dạy học theo góc đáp ứng đƣợc sự khác biệt về sở thích, năng lực, nhịp độ và phong cách học tập của HS. Các nhiệm vụ học tập ở góc đa dạng phụ thuộc vào nội dung bài học cũng nhƣ điều kiện tổ chức dạy học: Thí nghiệm, quan sát hình ảnh, băng hình, giải bài tập, tìm hiểu tài liệu Trong quá trình thiết kế các nhiệm vụ học tập cho HS, chúng tôi đã sử dụng các bài tập phát triển năng lực KHTN theo tiếp cận PGISA để xây dựng nội dung học tập ở các góc. Ƣu điểm của dạy học theo góc: HS học sâu, bền vững do đƣợc tự mình chiếm lĩnh kiến thức, trải nghiệm thực tế dƣới nhiều góc độ khác nhau. Tạo đƣợc hứng thú, sự thoải mái, tránh sự nhàm chán cho HS trong quá trình học tập. Tạo điều kiện cho HS tự chiếm lĩnh kiến thức, từ đó HS rèn luyện và phát triển đƣợc các thành tố của năng lực KHTN. Ngoài ra dạy học theo góc tạo cơ hội tăng sự tƣơng tác giữa GV- HS, HS - HS với nhau. Bên cạnh đó dạy học theo góc còn một số hạn chế nhƣ: GV mất nhiều thời gian chuẩn bị, không gian và thời gian học tập phải đáp ứng cho việc tổ chức các góc, GV cần quản lí sát sao việc chọn góc, học tại góc, di chuyển góc học tập của HS [20]. 1.3.4.2. Phương pháp dạy học theo hợp đồng Dạy học theo hợp đồng là phƣơng pháp học tập mà mỗi HS (hoặc mỗi nhóm nhỏ) làm việc với một gói các nhiệm vụ khác nhau (nhiệm vụ bắt buộc và tự chọn) trong một khoảng thời gian nhất định. Trong quá trình học theo hợp đồng, HS đƣợc quyền chủ động xác định thời gian và thứ tự thực hiện các bài tập/nhiệm vụ học tập dựa trên năng lực và nhịp độ học tập của mình. GV là ngƣời thiết kế hợp đồng bao gồm các nhiệm vụ học tập thống nhất, khả thi, phù hợp với năng lực HS. Theo đó mỗi HS sẽ lựa chọn, cam kết và thực hiện nhiệm vụ của mình trong thời gian xác định. Dạy học theo phƣơng pháp hợp đồng mang tính cá thể hóa, tạo điều kiện cho dạy học phân hóa. Trong dạy học theo hợp đồng GV có thể sử dụng hệ thống bài tập phát triển năng lực KHTN theo tiếp cận PISA để thiết kế các nhiệm vụ học tập cho HS, qua đó giúp GV triển khai đƣợc các nội dung dạy học, đồng thời HS luyện tập đƣợc các tiêu chí của năng lực KHTN. Dạy học theo hợp đồng cho phép phân hóa trình độ và nhịp độ HS, rèn luyện cho HS khả năng làm việc độc lập, tạo điều kiện cho HS lựa chọn hoạt động phù hợp với bản thân, tăng cƣờng tƣơng tác HS - HS, GV - HS, rèn luyện kĩ năng tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau. Tuy nhiên dạy học theo hợp đồng còn gặp một số cản trở sau: GV mất nhiều thời gian và công sức để chuẩn bị, chỉ phù hợp với các nội dung ôn tập, luyện tập, thực hành, đòi hỏi đủ thời gian để triển khai bài học [20]. 1.3.4.3. Phương pháp dạy học theo dự án Dạy học theo dự án là phƣơng pháp dạy học, trong đó HS giải quyết một nhiệm vụ 26 học tập mang tính phức tạp, có sự kết hợp giữa lí thuyết và thực hành, thông qua đó tạo ra sản phẩm cụ thể có thể giới thiệu, công bố đƣợc. Dạy học theo dự án là một mô hình dạy học lấy HS làm trung tâm và gắn liền với thực tiễn. Phƣơng pháp dạy học này giúp HS phát triển kiến thức và các kĩ năng liên quan thông qua những nhiệm vụ mang tính mở, khuyến khích HS tìm tòi, hiện thực hoá những kiến thức đã học trong nhà trƣờng với những vấn đề thực tiễn, tạo ra đƣợc sản phẩm cụ thể. Chƣơng trình dạy học theo dự án đƣợc xây dựng dựa trên những câu hỏi định hƣớng quan trọng giúp HS xác định phƣơng hƣớng thực hiện dự án. Hoạt động trong dạy học theo dự án bao gồm: Nghiên cứu, tìm hiểu, hành động, thảo luận, trao đổi thông tin, thực nghiệm, [20]. Trong quá trình TNSP chúng tôi đã vận dụng bài tập phát triển năng lực KHTN theo tiếp cận PISA để xây dựng câu hỏi định hƣớng, dựa trên kết quả giải quyết các bài tập này HS có đƣợc phƣơng hƣớng thực hiện dự án. Thông qua dạy học theo dự án HS phát triển đƣợc năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp, năng lực làm việc nhóm, năng lực đánh giá. Hạn chế của dạy học theo dự án là cần nhiều thời gian chuẩn bị và lên kế hoạch, có thể phải bố trí thời gian ngoài giờ lên lớp, chỉ áp dụng đƣợc với một số nội dung dạy học, đòi hỏi phƣơng tiện dạy học và kinh phí nhất định. Để thực hiện dạy học theo dự án có hiệu quả, GV và HS phải nhiệt tình và có niềm say mê nghiên cứu khoa học. 1.3.5. Đánh giá năng lực của học sinh 1.3.5.1. Đánh giá trong giáo dục Đánh giá trong giáo dục là vấn đề đang đƣợc nhiều tổ chức cũng nhƣ các nhà khoa học quan tâm, đánh giá là khâu cuối cùng rất quan trọng của quá trình dạy học. Đến nay nhiều định nghĩa đƣợc đƣa ra cho khái niệm đánh giá. Trong phạm vi luận án chúng tôi xác định: Đánh giá trong giáo dục là một quá trình thu thập, tổng hợp, diễn giải thông tin về đối tƣợng cần đánh giá (hiểu biết hay năng lực của HS, chƣơng trình nhà trƣờng, ...) một cách có hệ thống nhằm hiểu biết sâu và sử dụng các thông tin này để ra quyết định về HS, về chƣơng trình, về nhà trƣờng hay đƣa ra các chính sách giáo dục [40, tr.33]. Theo [18], [40], tùy thuộc vào mục tiêu, quy mô, ngƣời đánh giá ... trong giáo dục có một số loại hình đánh giá thƣờng gặp sau: - Đánh giá tổng kết hay đánh giá định kì (summative assessment) và đánh giá quá trình hay đánh giá thƣờng xuyên (formative assessment): Dựa vào tính liên tục và thời điểm đánh giá. Đánh giá tổng kết đƣợc thực hiện vào thời điểm kết thúc môn học, học kì, năm học, khóa học ... nên là đánh giá kết quả. Đánh giá quá trình đƣợc thực hiện trong suốt thời gian tiến trình dạy học, còn đƣợc gọi là đánh giá vì sự tiến bộ của ngƣời học. giáo dục nƣớc ta hiện nay chủ yếu sử dụng hai hình thức đánh giá này. - Đánh giá sơ khởi (placement assessment) và đánh giá chuẩn đoán (dignostic assesssment): Đánh giá sơ khởi chính là kiểm tra chất lƣợng đầu vào nhằm mục đích tìm 27 hiểu về ngƣời học giúp GV có kế hoạch, phƣơng pháp giáo dục phù hợp để đạt đƣợc kết quả tốt nhất. Đánh giá chuẩn đoán là đánh giá có tính chất thăm dò định kì hoặc trƣớc khi bắt đầu một dự án, chƣơng trình, ... nhằm cung cấp thông tin của ngƣời học tại thời điểm đánh giá theo bộ tiêu chuẩn, tiêu chí có sẵn. - Đánh giá dựa theo chuẩn (norm - referenced assessment) và đánh giá dựa theo tiêu chí (criterion - referenced assessment): Đánh giá dựa theo chuẩn là so sánh thành tích của các đối tƣợng đƣợc đánh giá với nhau, công cụ đánh giá là các bộ test đã chuẩn hóa. Đánh giá theo tiêu chí là đánh giá mức độ thành tích đạt đƣợc của ngƣời học so với chuẩn đầu ra hoặc mục tiêu đã đề ra từ trƣớc, công cụ đánh giá là bài test hoặc thang đo mô tả chi tiết từng mức độ đƣợc thiết kế theo các mức độ của tiêu chí đề ra. - Đánh giá trên lớp học (classroom assessment), đánh giá của nhà trƣờng (school - based assessment), đánh giá trên diện rộng (broad assessment): Phân loại dựa vào phạm vi đánh giá. - Đánh giá cá nhân (individual assesssment), đánh giá nhóm (group assesssment): Đánh giá cá nhân là thu thập thông tin của cá nhân HS khi GV quan sát, giao tiếp trực tiếp với HS. Đánh giá nhóm là thu thập thông tin của một nhóm HS trong khoảng một thời gian. - Tự đánh giá (self assessment), đánh giá đồng đẳng (peer assessment): Tự đánh giá là quá trình ngƣời học tự xác định các tiêu chí đánh giá đồng thời tự đánh giá kết quả hoạt động của mình với các tiêu chí đó. Đánh giá đồng đẳng là hình thức mà ngƣời học tham gia đánh giá kết quả hoạt động của ngƣời cùng học, cùng làm việc với mình. 1.3.5.2. Quy trình đánh giá năng lực học sinh Theo các tác giả Lê Đình Trung, Phan Thị Thanh Hội quy trình đánh giá HS theo hƣớng tiếp cận năng lực có thể chia làm 3 giai đoạn: Chuẩn bị, tổ chức đánh giá, phân tích kết quả và ra quyết định điều chỉnh (theo hình 1.5) [53, tr.145]. Hình 1.5. Quy trình đánh giá HS theo tiếp cận năng lực Tài liệu hƣớng dẫn bồi dƣỡng GV phổ thông cốt cán năm 2020 - Mô đun kiểm tra, đánh giá HS THCS theo hƣớng phát triển phẩm chất, năng lực môn KHTN do Bộ Giáo 28 dục và đào tạo phát hành đề xuất quy trình đánh giá năng lực ngƣời học bao gồm các bƣớc sau đây: Bƣớc 1: Xác định mục đích đánh giá và lựa chọn năng lực cần đánh giá. Bƣớc 2: Định nghĩa năng lực và xác định cấu trúc năng lực. Bƣớc 3: Xác định các phƣơng pháp đánh giá. Bƣớc 4: Xác định và xây dựng các công cụ đánh giá. Bƣớc 5: Thực hiện đánh giá và xử lí số liệu [18, tr.105]. 1.3.5.3. Đánh giá năng lực học sinh trong dạy học môn Khoa học tự nhiên Khi thay đổi mục tiêu, nội dung, phƣơng pháp dạy học thì phƣơng pháp đánh giá HS cũng phải điều chỉnh cho phù hợp. Đánh giá trong chƣơng trình môn KHTN đƣợc xây dựng trên cơ sở dạy học tiếp cận năng lực HS, do đó việc đánh giá HS chính là đánh giá năng lực HS, là quá trình thu thập các bằng chứng, thông tin để đánh giá HS đạt đƣợc đến mức độ nào của yêu cầu cần đạt đã đề ra ban đầu. Nội dung đánh giá năng lực HS là đánh giá khả năng HS vận dụng kĩ năng, kiến thức đƣợc học vào giải quyết một vấn đề giả định đƣợc gặp trong thực tiễn cuộc sống hàng ngày với thái độ nhƣ thế nào. Phƣơng pháp đánh giá năng lực HS trong dạy học môn KHTN đa dạng: Viết, quan sát, vấn đáp, đánh giá thông qua hồ sơ, sản phẩm. Sử dụng kết hợp nhiều công cụ để đánh giá năng lực HS nhƣ phiếu quan sát, thang đo, bảng kiểm, thẻ kiểm tra/phiếu kiểm tra, phiếu đánh giá tiêu chí, hồ sơ học tập, câu hỏi, bài tập, bài kiểm tra, dự án học tập, sản phẩm học tập, 1.4. i tậ K a ọ tự i 1.4.1. Vai trò của bài tập trong dạy học môn Khoa học tự nhiên Theo lí luận dạy học, bài tập hiểu theo nghĩa rộng là những câu hỏi, bài toán, nhiệm vụ mà sau khi hoàn thành chúng HS có đƣợc tri thức hay kĩ năng nhất định hoặc hoàn thiện chúng. Bài tập là một phạm trù của lí luận dạy học, là thành phần trong môi trƣờng học tập. Bài tập vừa là công cụ dạy học quan trọng để GV truyền đạt nội dung giáo dục vừa là phƣơng tiện kiểm tra đánh giá HS. Với HS, bài tập là nội dung học tập đồng thời là nhiệm vụ học tập cần phải giải quyết. Trong chƣơng trình dạy học định hƣớng năng lực, bài tập định hƣớng năng lực là công cụ để HS luyện tập và thông qua đó hình thành năng lực, là công cụ để GV kiểm tra, đánh giá năng lực HS [43]. Trong dạy học môn KHTN, bài tập có vai trò hết sức quan trọng. Bài tập KHTN là các câu hỏi, bài toán, nhiệm vụ yêu cầu HS vận dụng các kiến thức, kĩ năng đƣợc học cùng với thái độ, trách nhiệm sẵn sàng để tìm hiểu, khám phá cũng nhƣ vận dụng tri thức về thế giới tự nhiên vào giải quyết tình huống thực tế trong thực tiễn cuộc sống. Bài tập KHTN vừa có ý nghĩa trí dục, giáo dục, là phƣơng tiện đánh giá trình độ của HS, là công cụ dạy học hiệu quả. - Bài tập KHTN giúp HS hệ thống lại kiến thức cơ bản một cách chủ động, hiệu quả, đƣa lại hứng thú cho HS, hạn chế sự nhàm chán khi ôn tập kiến thức đã học. 29 - Bài tập KHTN giúp cho HS hiểu sâu sắc các khái niệm khoa học, là cơ hội để HS mở rộng kiến thức. - Trong quá trình giải bài tập KHTN, các kĩ năng nhƣ đọc văn bản khoa học, hiểu các sơ đồ, giãn đồ, đồ thị, bảng biểu, hình vẽ, ... trong lĩnh vực KHTN rèn luyện thƣờng xuyên, từ đó năng lực ngôn ngữ trong lĩnh vực KHTN đƣợc hình thành và phát triển. - Đặc trƣng cơ bản của bài tập KHTN là các bài tập gắn liền với đời sống thực tiễn hàng ngày cũng nhƣ lao động sản xuất. Thông qua giải các bài tập KHTN HS vận dụng các kiến thức đƣợc học vào giải quyết các vấn đề thực tế từ đó rèn luyện khả năng quan sát, tƣ duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề ... Bên cạnh đó việc giải các bài tập này giúp cho các em thấy đƣợc tầm quan trọng của khoa học cũng nhƣ khả năng áp dụng kiến thức khoa học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn. - Giải bài tập KHTN là một quá trình giải quyết những mâu thuẫn của vấn đề học tập, để giải đƣợc bài tập đòi hỏi HS sự kiên trì, cẩn thận, tính chính xác khoa học, khắc phục khó khăn. Thông qua giải bài tập KHTN xây dựng cho HS tác phong làm việc của các nhà khoa học cũng nhƣ sự say mê nghiên cứu khoa học. - Bài tập là một trong những công cụ đắc lực để GV và các nhà quản lí giáo dục trong kiểm tra, đánh giá HS. Thông qua bài tập KHTN có thể đánh giá một cách đầy đủ kiến thức, kĩ năng HS thu nhận đƣợc trong quá trình học tập cũng nhƣ khả năng vận dụng những gì đƣợc học vào giải quyết vấn đề thực tế. Dựa vào quá trình giải bài tập KHTN, GV có thể biết đƣợc điểm mạnh, điểm yếu của HS để điều chỉnh nội dung, phƣơng pháp giáo dục cho phù hợp. - Bài tập KHTN là phƣơng tiện hiệu quả giúp cho GV tiến hành các khâu của quá trình dạy học. Bài tập là công cụ củng cố kiến thức, là cách thức hình thành khái niệm mới, là phƣơng tiện để phát triển kiến thức lí thuyết khi nghiên cứu tài liệu mới. 1.4.2. Các yêu cầu chung khi sử dụng bài tập trong dạy học GV có thể sử dụng bài tập trong các khâu của tiến trình trình dạy học, để bài tập phát huy đƣợc tốt vai trò, chức năng cần đáp ứng các yêu cầu chung sau: - Xác định cụ thể mục đích của bài tập, kiến thức cơ bản nào đƣợc áp dụng, kiến thức mở rộng nào đƣợc đề cập, các kĩ năng nào đƣợc...ụng II.Tính chất VL: ngôn ngữ Xem video trạng thái, màu, tính KHTN, tan của alkane năng lực III.Tính chất hóa học: Quan sát thực hành TN đốt cháy butane và điền vào thí bảng nghiệm và Hiện tƣợng Sản phẩm PTHH vận dụng quan sát đƣợc vào thực tiễn cuộc sống. Kết luận: Alkane cháy tạo ra: . ó trải iệ : HS tiến hành thí nghiệm theo nhóm, quan sát hiện tƣợng, giải thích và rút ra nhận xét cần thiết. P ẾU Ọ TẬP: Ó TRẢ N ỆM I.Cấu tạo phân tử, công thức cấu tạo PL127 Tiến hành: Lắp ráp các mô hình phân tử CH4, C2H6, C3H8, C4H10 Nhận xét về các liên kết trong phân tử alkane? II. Tính chất hoá học: Tiến hành TN: đốt cháy butane, quan sát hiện tƣợng và sản phẩm. Viết PTHH để giải thích Rút ra kết luận về tính chất của alkane. Góc phân tích: HS đọc tài liệu SGK và tài liệu tham khảo để trả lời câu hỏi và rút ra kiến thức mới cần lĩnh hội. P ẾU Ọ TẬP: Ó “P ÂN TÍ ” Nghiên cứu SGK và thảo luận nhóm trả lời các câu hỏi sau (trình bày theo bảng ở dƣới): 1/Nêu TCHH đặc trƣng của alkane. Viết PTPƢ minh họa 2/ Bài tập : Khí hóa lỏng LPG Khí hóa lỏng (khí gas) còn đƣợc gọi là khí dầu mỏ hóa lỏng LPG (Liquefied Petroleum Gas) có thành phần chủ yếu là propane và butane. Bình thƣờng, propane và butane là các chất khí, nhƣng để dễ vận chuyển và sử dụng ngƣời ta đã nén gas vào bình dƣới dạng thể lỏng, khi thoát ra ngoài lại chuyển thành thể khí. Khi chuyển từ thể lỏng sang thể khí, LPG có tỷ lệ giãn nở rất lớn, 1 lít LPG lỏng sẽ tạo ra khoảng 250 lít khí. a/ Hãy cho biết thành phần chính của khí hóa lỏng LPG? Viết CTCT của các hợp chất tạo nên PL128 khí hóa lỏng LPG.(1.1) b/ Viết phƣơng trình hóa học xảy ra khi đốt cháy khí hóa lỏng LPG, giải thích nguyên nhân tại sao có thể sử dụng khí hóa lỏng LPG để làm nhiên liệu. c/ Tại sao các bồn chứa khí hóa lỏng LPG thƣờng không đƣợc nạp đầy? Hoạt động 2: Tìm hiểu ứng dụng của ankan (7 phút) Mụ ti u PP/KT ọ N i u i Trình bày - u ả ớ : HS V Ứ ụ : Đánh giá đƣợc ứng các nhóm dựa vào phần - Các ankan là nguyên liệu thô hoạt động dụng làm chuẩn bị ở nhà để trả lời. quan trọng cho công nghiệp hóa của HS nhiên liệu GV mời các nhóm báo cáo dầu thông qua của alkane tƣơng ứng với yêu cầu - Các alkane (ankan) từ C1-C4 là rubric. trong thực trong PHT, các nhóm khác nguồn nhiên liệu quan trọng nhất: tiễn. tham gia phản biện. GV đƣợc sử dụng chủ yếu để cung cấp Rèn luyện chốt lại kiến thức. nhiệt cho các mục đích sƣởi ấm tiêu chí 3, và nấu ăn, và trong một số quốc 6, 7. gia còn để chạy máy phát điện. - Methane và etan là các thành phần chủ yếu của khí thiên nhiên; chúng thông thƣờng đƣợc lƣu trữ nhƣ là khí nén. - Propan và butan có thể hóa lỏng tạo ra khí hóa lỏng (liquid petro gas - LPG) đƣợc sử dụng làm nhiên liệu phổ biến. Propan đƣợc sử dụng trong các lò nung khí propan, butan thì trong các bật lửa sử dụng một lần, propane và PL129 butane làm tác nhân đẩy trong các bình xịt. Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm, công thức cấu tạo, tính chất vật lí của alkene (10 phút) Mụ ti u PP/KT ọ N i u i - Nêu - ó : Sử dụng kĩ B. ALKENE (ANKEN) - Đánh giá đƣợc tính thuật khăn trải bàn để hoàn . ấu t â tử et e e : HS theo chất vật lí thành nội dung trong phiếu rubric. của học tập số 3. ethylene - HS lắp ráp mô hình phân - Viết tử ethylene. đƣợc công - HS quan sát thí nghiệm Giữa 2 nguyên tử C có 1 liên kết thức cấu điều chế và thu khí đôi tạo của ethylene vào ống nghiệm. (gồm 2 liên kết, trong đó có 1 liên ethylene - HS tham khảo SGK để kết kém bền). - Rèn thảo luận nhóm hoàn thành CTCT: năng lực PHT 3. hợp tác, - u ả ớ : GV năng lực mời 3 nhóm báo cáo tƣơng vận dụng ứng với 3 yêu cầu trong kiến thức PHT, các nhóm khác tham Hidrocacrbon có chứa liên kết đôi hóa học gia phản biện. GV chốt lại trong phân tử đƣợc gọi là alkene vào cuộc kiến thức (anken). sống, II. Tí ất vật í: năng lực Ethylene: chất khí, không màu, sử dụng không mùi, ít tan trong nƣớc, nhẹ ngôn ngữ. hơn kk. Hoạt động 4: Tìm hiểu tính chất hóa học của alkane (15 phút) Mụ ti u PP/KT ọ N i u i - Trình - hóm: Sử dụng B. ALKENE (ANKEN) - Đánh giá bày đƣợc kĩ thuật khăn trải bàn . Tí ất óa ọ : HS qua câu tính chất để hoàn thành nội dung 1. Phản ứng cháy: trả lời. o hoá học trong phiếu học tập số C H3 O t 2 CO  2 H O 2 4 2 2 2 của 4. Phản ứng tỏa nhiệt ethylene. - HS quan sát thí 2. Phản ứng ethylene làm mất màu - Giải nghiệm đốt cháy nước bromine: thích ethylene, dẫn ethylene đƣợc tính vào dung dịch chất hoá bromine, video mô PL130 học cơ phỏng phản ứng trùng bản của hợp ethylene. alkene Sau đó yêu cầu HS thông qua tham khảo SGK để thực hiện thảo luận nhóm hoàn CH CH  Br  Br  CH  CH  Br 2 2 2 2 2 và quan thành PHT số 3. ethylene bromine dibromine sát TN. - u ả ớ : methane - Tiến GV mời 3 nhóm báo Phản ứng trên được gọi là phản ứng hành cáo tƣơng ứng với 3 cộng. Hợp chất có liên kết đôi tương đƣợc thí yêu cầu trong PHT, các tự ethylene dễ tham gia phản ứng nghiệm nhóm khác tham gia cộng. - Rèn phản biện. GV chốt lại 3. Phản ứng trùng hợp: năng lực kiến thức. to ,, p xt ......CH2  CH 2  CH 2  CH 2  CH 2  CH 2  hợp tác, .....CH222222 CH CH CH CH CH năng lực vận dụng Sản phẩm phản ứng trùng hợp là kiến thức polyethylene (PE) là chất rắn, không hóa học tan trong nƣớc. Là nguyên liệu quan vào cuộc trọng trong công nghiệp chất dẻo. sống, năng lực sử dụng ngôn ngữ. Hoạt động 5: Tìm hiểu ứng dụng của ethylene ( 6 phút) Mụ ti u PP/KT ọ N i u i - Trình bày - u ả ớ : HS V. Ứ ụ đƣợc một các nhóm dựa vào phần số ứng chuẩn bị ở nhà để trả lời. dụng của GV mời các nhóm báo cáo ethylene tƣơng ứng với yêu cầu - năng lực trong PHT số 5, các nhóm phát hiện khác tham gia phản biện. và sử dụng GV chốt lại kiến thức. kiến thức KHTN để giải quyết các tình huống PL131 trong thực tiễn, năng lực thu thập, xử lí, sử dụng dữ liệu và thông tin TN C. Hoạt động luyện tập (10 phút) Mụ ti u PP/KT ọ Kết quả i - Củng cố, khắc sâu kiến - GV chia lớp thành các Nội dung HĐ: Kết quả trả lời thức đã học trong bài về nhóm, giải bài tập đƣợc hoàn thành các các câu hỏi/bài cấu tạo phân tử, tính giao ở phiếu học tập số 6 câu hỏi/bài tập tập trong phiếu chất vật lí, tính chất hóa - u ả ớ : GV trong phiếu học học tập. học, điều chế và ứng mời 3 HS bất kì (mỗi nhóm tập số 6. dụng của hidrocacbon 1 HS) lên bảng trình bày trong thực tiễn. kết quả/bài giải. Cả lớp góp - Tiếp tục phát triển ý, bổ sung. GV tổng hợp năng lực: giải quyết các các nội dung trình bày và vấn đề thực tiễn thông kết luận chung. Ghi điểm qua kiến thức môn học, cho mỗi nhóm. vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống. D. t đ vậ ụ v ở r (5 phút) Mụ ti u PP/KT ọ N i u i - Giúp HS vận - GV giao nhiệm vụ cho HS về nhà hoàn Bài báo cáo - Câu trả lời dụng các kĩ thành. Yêu cầu nộp báo cáo (bài thu của HS (nộp của HS năng, vận dụng hoạch). bài thu kiến thức đã - GV khuyến khích HS tham gia tìm hiểu hoạch). học để giải những hiện tƣợng thực tế liên quan đến quyết các tình hydrocarbon và nguồn nhiên liệu. Tích cực huống trong luyện tập để hoàn thành các bài tập nâng thực tế cao. - Giáo dục cho - GV giao việc và hƣớng dẫn HS tìm hiểu HS ý thức bảo qua tài liệu, mạng internet, để giải quyết vệ môi trƣờng các công việc đƣợc giao. - Nội dung HĐ: yêu cầu HS tìm hiểu, giải quyết các câu hỏi/tình huống sau: PL132 1/Em hãy tìm hiểu thêm các ứng dụng của hydrocarbon trong thực tế? 2/ Hãy tìm hiểu nguồn dầu mỏ và khí thiên nhiên ở Việt Nam. 3/ Giải bài tập: Ethylene là một hydrocarbon ở trạng thái bình thƣờng là chất khí, không màu, không mùi, không gây độc, có khả năng gây nổ khi nồng độ cao hơn 2,7%. Ethene là hooocmon tự nhiên có tác dụng kích thích quá trình chín của các loại quả có hô hấp đột biến (climacteric) hay còn gọi là các loại quả có quá trình chín sau thu hoạch, nghĩa là kể cả khi quả đã đƣợc thu hoạch thì quá trình chín của chúng vẫn đƣợc duy trì nhƣ chuối, xoài, đu đủ, hồng, cà chua....Ủ chín quả bằng ethylene có ƣu điểm là quá trình chín diễn ra nhanh (khoảng 2 - 4 ngày) và có độ chín đồng đều cao hơn rất nhiều so với các phƣơng pháp giấm chín truyền thống khác khác (đất đèn, ủ lá xoan...). Hình ảnh dƣới đây cho biết sự phụ thuộc của quá trình chín của cà chua vào nồng độ ethylene và nhiệt độ môi trƣờng. a/ Hãy xác định các nội dung cần quan sát để rút ra đƣợc mối liên hệ giữa quá trình PL133 chín của cà chua và nồng độ ethylene, nhiệt độ môi trƣờng? b/ Quan sát hình ảnh trên và cho biết nếu để cà chua chín tự nhiên (môi trƣờng không khí) thì sản phẩm sẽ nhƣ thế nào? c/ Dựa vào hình ảnh trên, em hãy cho biết sự phụ thuộc của quá trình chín của cà chua vào nồng độ ethylene và nhiệt độ môi trƣờng. IV. Hồ sơ học tập 1. Phiếu học tập P iếu ọ tậ 1 (Phiếu này đƣợc dùng để ghi nội dung bài học thay cho vở) 1/ Viết công thức cấu tạo của CH4, C2H6, C3H8, C4H10. Loại liên kết trong phân tử các alkane. 2/ Gọi tên các alkane CH4, C2H6, C3H8, C4H10 3/ Nêu tính chất vật lí của alkane. - Trạng thái: - Màu sắc: - Mùi: - Tính tan: 3/ Tính chất hoá học: Alkane tác dụng với O2 - oxygen: -Viết PTHH - Đặc điểm của phản ứng 4/ Giải bài tập P iếu ọ tậ số 2 (Phiếu này đƣợc dùng để ghi nội dung bài học thay cho vở) 1/ Nêu ứng dụng chính của alkane (ankan) trong thực tiễn cuộc sống mà em biết? 2/ Dựa vào tính chất nào của alkane mà ngƣời ta sử dụng chúng làm nhiên liệu? 3/ Gia đình em sử dụng loại nhiên liệu nào hàng ngày? Ƣu, nhƣợc điểm của loại nhiên liệu đó. P iếu ọ tậ số 3 Hoàn thành các yêu cầu sau: 1/ Lắp ráp mô hình phân tử ethylene, từ đó nêu đƣợc đặc điểm cấu tạo phân tử ethylene, viết CTCT của ethylene. 2/ Alkene (anken) là gì? 3/ Quan sát video điều chế và thu khí ethylene, rút ra tính chất vật lí của ethylene. P iếu ọ tậ số 4 PL134 Hoàn thành các yêu cầu sau: 1/ Quan sát thí nghiệm đốt cháy ethylene, so sánh với pu đốt cháy methane. Viết PTHH. 2/ Quan sát thí nghiệm dẫn ethylene vào dung dịch bromine. Nêu hiện tƣợng, viết PTHH. 3/ Quan sát mô phỏng phản ứng trùng hợp ethylene. Nhận xét, viết PTHH. P iếu ọ tậ số 5 (Phiếu này đƣợc dùng để ghi nội dung bài học thay cho vở) 1/ Nêu ứng dụng chính của ethylene trong thực tiễn cuộc sống mà em biết? 2/ Kể tên một số vật dụng đƣợc sản xuất từ ethylene ? 3/ Ƣu, nhƣợc điểm của loại vật liệu làm từ ethylene. P iếu ọ tậ số 6 Bài tập 2. Khí hóa lỏng LPG Khí hóa lỏng (khí gas) còn đƣợc gọi là khí dầu mỏ hóa lỏng LPG (Liquefied Petroleum Gas) có thành phần chính là propane và butane với tỉ lệ thể tích: 30:70, 40:60, 50:50. Bình thƣờng, propane và butane là các chất ở dạng khí, nhƣng để dễ vận chuyển và sử dụng ngƣời ta đã nén gas vào bình dƣới dạng thể lỏng, khi thoát ra ngoài lại chuyển thành thể khí. Khí gas hóa lỏng không màu, không mùi (ngƣời dùng thấy gas có mùi hôi vì nhà sản xuất đã thêm chất tạo mùi để ngƣời dùng có thể nhận biết khi khí ga bị rò rỉ), dễ cháy, không chứa chất độc nhƣng có thể gây ngạt thở. a/ Khí gas có mùi không? Làm thế nào để phát hiện có hiện tƣợng rò rỉ khí gas? b/ Nếu phát hiện có hiện tƣợng rò rỉ khí gas trong phòng bếp nhà mình, em nên làm gì? Chọn phƣơng án trả lời đúng: A. Bật đèn, bật quạt cho khí gas bay hết ra ngoài C. Thắp nến để kiểm tra bếp gas D. Gọi điện thoại cho nhà cung cấp gas ngay trong khu vực rò rỉ khí gas D. Đeo khẩu trang, dùng khăn ƣớt che mặt, đóng van cổ bình gas, van khóa gạt trên hệ thống, mở cửa sổ, cửa ra vào để có độ thông thoáng lớn nhất, sử dụng máy điện thoại ngoài khu vực nguy hiểm để báo cho nhà cung cấp. Sử dụng các phƣơng tiện để cách ly nguồn sinh lửa, tránh mọi hành động sinh ra tia lửa điện. c/ Trong thực tế nếu khí gas rò rỉ thoát ra ngoài môi trƣờng sẽ tràn dọc theo các tầng nhà và có xu hƣớng lắng xuống ở những điểm thấp, chẳng hạn nhƣ các tầng hầm gây ra nguy hiểm do khả năng nổ có thể xảy ra nếu hỗn hợp LPG và không khí nằm trong giới hạn nổ và có nguồn đánh lửa, ngoài ra có thể gây nghẹt thở. Bằng hiểu biết của mình em hãy giải thích điều này. 4.5. Kế hoạch bài dạy 5 ủ đề: P ẢN ỨN ÓA Ọ Tiết 19 . Mụ ti u ọ 1. Nă ự k a ọ tự i PL135 Phát triển năng lực KHTN cho học sinh, bao gồm các thành phần năng lực sau: 2.1) Nhận thức KHTN: (1) TC1: - Nêu đƣợc khái niệm sự biến đổi vật lí, biến đổi hoá học, phản ứng hoá học, chất đầu và sản phẩm, phản ứng toả nhiệt, thu nhiệt - Phân biệt đƣợc sự biến đổi vật lí, biến đổi hoá học. Đƣa ra đƣợc ví dụ về sự biến đổi vật lí và sự biến đổi hoá học - Phát biểu đƣợc định luật bảo toàn khối lƣợng (2) TC2: Lập đƣợc sơ đồ phản ứng hoá học dạng chữ và phƣơng trình hoá học (dùng công thức hoá học) của một số phản ứng hoá học cụ thể. 2.2) Tìm hiểu tự nhiên: (3) TC3: Phát hiện ra các hiện tƣợng trong thực tiễn cuộc sống liên quan đến phản ứng hóa học, tốc độ phản ứng hóa học. (4) TC4: Chỉ ra đƣợc một số dấu hiệu chứng tỏ có phản ứng hoá học xảy ra. (5) TC5: -Tiến hành đƣợc một số thí nghiệm về sự biến đổi vật lí và biến đổi hoá học. - Tiến hành đƣợc thí nghiệm để chứng minh: Trong phản ứng hoá học, khối lƣợng đƣợc bảo toàn. (6) TC6: Thu thập đƣợc số liệu liên quan đến tốc độ phản ứng (7) TC7: Trình bày, báo cáo đƣợc kết quả thực hiện nhiệm vụ 2.3) Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học (8) TC8: Vận dụng đƣợc dữ liệu và thông tin thực nghiệm giải thích các vấn đề liên quan đến tốc độ phản ứng (9) TC9: Trình bày đƣợc các ứng dụng phổ biến của phản ứng toả nhiệt (đốt cháy than, xăng, dầu). (10) TC10: Vận dụng đƣợc kết quả thí nghiệm để giải thích một số vấn đề liên quan đến phản ứng hóc học. 2. Nă ự u Phát triển cho HS năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực tự chủ và tự học, thông qua việc tổ chức dạy học hợp tác theo nhóm, dạy học theo hợp đồng. 3. P ẩ ất ủ ếu Trung thực II/ T iết ị ọ v ọ iệu 1. Giáo viên (GV) - Hợp đồng học tập, phiếu học tập, nhiệm vụ cho các nhóm, bảng phụ, bút dạ. - Trình chiếu Powerpoint 2. Học sinh (HS) - Chuẩn bị theo các yêu cầu của GV - Bảng hoạt động nhóm và nam châm (để gắn nội dung báo cáo của HS lên bảng từ). . Tiế trì ọ PL136 H t đ 1: iới t iệu bài ọ ( 1 phút) Mụ ti u PP/KT ọ N i u h giá - HS xác định - GV giới thiệu nội - Ôn tập, hệ thống các kiến thức đã . đƣợc nội dung học tập: đƣợc học ở chƣơng phản ứng hóa dung, phƣơng học. pháp học tập. - Vận dụng các kiến thức, kĩ năng đã đƣợc học để giải quyết các nhiệm vụ học tập. - Nghiên cứu bài học theo hợp đồng. t đ 2: Kí kết ợ đồ (3 phút) Mụ ti u PP/KT ọ N i u i - HS lựa - GV giới thiệu hợp đồng - Hợp đồng có 8 . chọn đƣợc Giao hợp đồng cho từng cá nhân HS. nhiệm vụ, bao gồm 4 nội dung Phổ biến nội dung và yêu cầu của nhiệm vụ bắt buộc (1- học tập. từng nhiệm vụ. 3, 8), 4 nhiệm vụ tự - Từng cá HS: K kết ợ đồ chọn (4-7). nhân nhận - Từng cá nhân nhận hợp đồng - NV1,4,5,8 làm việc hợp đồng - Quan sát, theo dõi ghi nhận nội nhóm, NV 2,3,6,7 làm dung của từng nhiệm vụ việc cá nhân, NV 8 - Nêu câu hỏi về hợp đồng (nếu có). làm việc ở nhà. - HS trao đổi và thống nhất cách thức - NV 3 có phiếu hỗ trợ làm việc. màu xanh, đỏ. NV 4,5 - Lựa chọn nhiệm vụ và kí hợp đồng. có phiếu hỗ trợ màu xanh t đ 3: T ự iệ ợ đồ Mụ ti u PP/KT ọ N i u i N iệ vụ 1: ( bắt buộc – hoạt động nhóm) (6 phút) GV hướng dẫn HS nghiên cứu giải - Rèn năng lực giao quyết nhiệm vụ 1. tiếp và hợp tác, kĩ năng GV theo dõi HS thực hiện hợp đồng. - Kết quả thực hoạt động nhóm, năng GV hỗ trợ HS khi có yêu cầu. hiện nhiệm Bài tập số 1 lực nhận thức KHTN HS: - Thực hiện hợp đồng theo phiếu vụ. (TC1, TC2), năng lực hoạt động của từng nhiệm vụ. - Sơ đồ tƣ duy vận tìm hiểu tự nhiên - Phân công nhiệm vụ các thành viên (TC 7). trong nhóm. PL137 - Làm việc cá nhân, nhóm nghiên cứu thực hiện nhiệm vụ 1. - Trình bày kết quả dƣới dạng sơ đồ tƣ duy N iệ vụ 2: (bắt buộc – cá nhân) (5 phút) GV: Hướng dẫn HS nghiên cứu giải quyết nhiệm vụ 2. - Kết quả thực - Rèn năng lực tự học Theo dõi HS thực hiện hợp đồng. hiện nhiệm và tự chủ, năng lực HS: - Thực hiện hợp đồng theo phiếu Bài tập số 2 vụ. nhận thức KHTN hoạt động của từng nhiệm vụ. (TC1, TC2), - Làm việc cá nhân, tự nghiên cứu thực hiện nhiệm vụ 2. N iệ vụ 3: 7 phút (bắt buộc – cá nhân, có phiếu hỗ trợ xanh) GV: Hướng dẫn HS nghiên cứu giải quyết nhiệm vụ 3. - Rèn năng lực tự học Theo dõi HS thực hiện hợp đồng. và tự chủ, nhận thức Hỗ trợ HS khi có yêu cầu. - Kết quả thực KHTN (TC1), năng lực Giới thiệu phiếu hỗ trợ xanh, đỏ hiện nhiệm Bài tập số 3: vận dụng kiến thức, kĩ HS: - Thực hiện hợp đồng theo phiếu vụ. năng đã học (TC9, hoạt động của từng nhiệm vụ. TC10) - Làm việc cá nhân nghiên cứu thực hiện nhiệm vụ 3. - Chủ động chọn mức hỗ trợ phù hợp. N iệ vụ 4: 7 phút ( Tự chọn nhiệm vụ 4 hoặc 5, hoạt động nhóm, có phiếu hỗ trợ xanh, đỏ) GV: Hướng dẫn HS nghiên cứu giải quyết nhiệm vụ 4. - Rèn năng lực tự học Theo dõi HS thực hiện hợp đồng. và tự chủ, năng lực Hỗ trợ HS khi có yêu cầu. - Kết quả thực giao tiếp và hợp tác, Giới thiệu phiếu hỗ trợ xanh, đỏ hiện nhiệm năng lực nhận thức Bài tập số 4: HS: - Thực hiện hợp đồng theo phiếu vụ. KHTN (TC1), năng lực hoạt động của từng nhiệm vụ. tìm hiểu tự nhiên (TC4, - Làm việc cá nhân, nhóm nghiên cứu TC5) thực hiện nhiệm vụ 4. - Chủ động chọn mức hỗ trợ phù hợp. PL138 N iệ vụ 5: 7 phút (Tự chọn nhiệm vụ 4 hoặc 5, hoạt động nhóm, có phiếu hỗ trợ xanh, đỏ) GV: Hướng dẫn HS nghiên cứu giải quyết nhiệm vụ 5. - Rèn năng lực tự học Theo dõi HS thực hiện hợp đồng. và tự chủ, năng lực Hỗ trợ HS khi có yêu cầu. Kết quả thực giao tiếp và hợp tác, Bài tập 5: Giới thiệu phiếu hỗ trợ xanh, đỏ hiện nhiệm năng lực nhận thức HS: - Thực hiện hợp đồng theo phiếu vụ. KHTN (TC1), năng lực hoạt động của từng nhiệm vụ. tìm hiểu tự nhiên (TC4, - Làm việc cá nhân, nhóm nghiên cứu TC5) thực hiện nhiệm vụ 5. - Chủ động chọn mức hỗ trợ phù hợp. N iệ vụ 6: 7 phút (Tự chọn nhiệm vụ 6 hoặc 7, hoạt động cá nhân) GV: Hướng dẫn HS nghiên cứu giải Rèn năng lực tự học và quyết nhiệm vụ 6. tự chủ, năng lực nhận Theo dõi HS thực hiện hợp đồng. Kết quả thực thức KHTN (TC1), Hỗ trợ HS khi có yêu cầu. hiện nhiệm năng lực vận dụng kiến HS:- Thực hiện hợp đồng theo phiếu Bài tập số 6: vụ. thức, kĩ năng đã học hoạt động của từng nhiệm vụ. (TC8) - Làm việc cá nhân thực hiện nhiệm vụ 6. - Chủ động chọn mức hỗ trợ phù hợp. N iệ vụ 7: 7 phút (Tự chọn nhiệm vụ 6 hoặc 7, hoạt động cá nhân) GV: Hướng dẫn HS nghiên cứu giải Rèn năng lực tự học và quyết nhiệm vụ 7. tự chủ, năng lực giao Theo dõi HS thực hiện hợp đồng. Kết quả thực tiếp và hợp tác, năng Hỗ trợ HS khi có yêu cầu. hiện nhiệm Bài tập số 7: lực nhận thức KHTN HS: - Thực hiện hợp đồng theo phiếu vụ. TC1), năng lực tìm hoạt động của từng nhiệm vụ. hiểu tự nhiên (TC9) - Làm việc cá nhân thực hiện nhiệm vụ 7. N iệ vụ 8: (Bắt buộc – hoạt động nhóm – về nhà) Rèn năng lực tự học và GV: Hướng dẫn HS nghiên cứu giải Kết quả thực tự chủ, năng lực giao quyết nhiệm vụ 8 ở nhà. Bài tập số 8: hiện nhiệm tiếp và hợp tác, năng Hỗ trợ HS khi có yêu cầu. vụ. PL139 lực nhận thức KHTN HS: - Thực hiện hợp đồng theo phiếu TC1, TC2, năng lực hoạt động của từng nhiệm vụ. tìm hiểu tự nhiên (TC4, - Làm việc cá nhân, nhóm thực hiện TC5, TC6, TC7), nhiệm vụ 8. t đ 9: Tha í ợ đồ (9 phút) GV:- Hƣớng dẫn HS điền vào các thông tin trong hợp đồng. - Đáp án, - Công bố đáp án, câu trả lời. Rèn năng lực tự học và - Phiếu tự - Yêu cầu HS đánh giá, nhận xét kết tự chủ, năng lực giao đánh giá, quả chéo. tiếp và hợp tác, năng đánh giá - GV nhận xét, đánh giá. lực đánh giá và tự đánh đồng đẳng HS: - Điền các thông tin giá theo các tiêu - Tự đánh giá. chí. - Đánh giá đồng đẳng. - HS chỉnh sửa. ớ ẫ tự ọ - Tổ chức thực hiện nhiệm vụ 8 ở nhà. V. ồ s ọ - Hợp đồng học tập, nhiệm vụ học tập, đáp án các nhiệm vụ, phiếu hỗ trợ, phiếu đánh giá theo tiêu chí. N iệ vụ ọ tậ : N iệ vụ 1: ( bắt buộc – hoạt động nhóm) (8 phút) Bài tập 1: Em hãy trình bày tóm tắt các nội dung kiến thức trong chƣơng phản ứng hóa học. Lấy ví dụ trong thực tiễn để minh họa cho các nội dung. - Phân biệt biến đổi hóa học, biến đổi vật lí. - Dấu hiệu để nhận biết có phản ứng hóa học diễn ra. - Điều kiện xẩy ra phản ứng hóa học. N iệ vụ 2: (bắt buộc – cá nhân) (5 phút) Bài tập 2: Viết và cân bằng phƣơng trình hóa học của các phản ứng xảy ra sau đây - Đƣờng bị phân hủy bởi nhiệt thành than và hơi nƣớc. - Magnesium tác dụng với acid hydrochloric tạo thành zinc cloride và khí hydrogen. - Khí clorine tác dụng với sắt tạo thành sắt(III) cloride. - Nung đá vôi( thành phần chính là calcium carbonate) tạo thành vôi sống (thành phần chính là calcium oxide) và khí carbon dioxide. - Than cháy trong không khí tạo thành khí carbon dioxide, khí monocarbon oxide N iệ vụ 3: (bắt buộc – cá nhân, có phiếu hỗ trợ xanh)(8 phút) PL140 Bài tập 3: Kim loại bị gỉ trong các môi trƣờng khác nhau nhƣ thế nào? Một bạn học sinh tìm hiểu các điều kiện để 1 ghim giấy bằng kim loại bị gỉ, bạn đã tiến hành thiết lập thí nghiệm và thu đƣợc kết quả nhƣ hình dƣới đây. a/ Từ kết quả thí nghiệm trên, ở ống nghiệm nào có phản ứng hóa học xảy ra? Phản ứng hóa học đó có xảy ra trong thực tiễn hàng ngày không? b/ Dựa vào kết quả thí nghiệm hãy phân tích điều kiện trong các ống nghiệm, từ đó chỉ ra các điều kiện để ghim giấy bị gỉ? c/Từ kết quả của thí nghiệm trên có gợi ý cho em các biện pháp để chống gỉ cho các chi tiết làm bằng sắt không? N iệ vụ 4: ( Tự chọn nhiệm vụ 4 hoặc 5, hoạt động nhóm, có phiếu hỗ trợ xanh, đỏ) (7 phút) Hình minh họa. Thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn khối lượng a/ Dấu hiệu nhận biết có phản ứng hóa học xảy ra giữa Zn và dung dịch axit HCl b/ Xác định dụng cụ, hóa chất để thực hiện thí nghiệm. c/ Nêu cách bố trí, các bƣớc tiến hành thí nghiệm d/ Hà tiến hành thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn khối lƣợng nhƣ hình minh họa với 50 g Zn, 300 g dung dịch HCl trƣớc phản ứng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lƣợng hỗn hợp sau phản ứng là 349 g. Bạn lặp lại thí nghiệm trên nhiều lần đều thu đƣợc kết quả tƣơng tự. - So sánh khối lƣợng chất phản ứng và khối lƣợng hỗn hợp sau phản ứng ở thí nghiệm trên? - Chỉ ra điểm sai trong quá trình An tiến hành kiểm chứng định luật bảo toàn khối lƣợng bằng thí nghiệm trên? - Bạn An nên khắc phục cách tiến hành thí nghiệm trên nhƣ thế nào để thu đƣợc kết quả đúng? PL141 N iệ vụ 5: (Tự chọn nhiệm vụ 4 hoặc 5, hoạt động nhóm, có phiếu hỗ trợ xanh, đỏ) (7 phút). Điều chế và thu khí hydrogen trong phòng thí nghiệm Một nhóm HS tiến hành thí nghiệm điều chế và thu khí hydrogen trong phòng thí nghiệm, dụng cụ thí nghiệm đƣợc bố trí nhƣ hình vẽ. a/ Liệt kê các dụng cụ, hóa chất cần sử dụng trong thí nghiệm. Viết phƣơng trình hóa học của phản ứng xảy ra. b/ Em hãy bố trí các dụng cụ, hóa chất cho thí nghiệm trên, tiến hành thu khí hydrogen. c/ Nhóm HS đã lặp lại thí nghiệm trên nhiều lần với khối lƣợng Zn khác nhau, kết quả thực nghiệm thu đƣợc ở bảng dƣới đây: TT K ối ợ K ối ợ K ối ợ ỗ ợ sau T ể tí 2 ở Zn (g) HCl (g) ả ứ ( ) điều kiệ 25 oC, 1 atm (ml) 1 1,2 100 101,17 381 2 1,6 100 101,55 620 3 2,3 100 102,24 762 4 2,5 100 102,43 778 - Sau khi kiểm tra lại các số liệu, nhóm học sinh đã phát hiện ra có 1 số liệu bị ghi nhận sai. o Biết rằng 24,79 (l) khí H2 ở điều kiện 25 C, 1 atm có khối lượng 2 gam. - Em hãy chỉ ra điểm sai đó? Giải thích nhận định của em. - Em hãy dự đoán giá trị đúng của số liệu bị thu thập sai? N iệ vụ 6: (Tự chọn nhiệm vụ 6 hoặc 7, hoạt động cá nhân) (7 phút) Bài tập 6: Mai và Tuấn thực hiện thí nghiệm để tìm hiểu nhiệt sinh ra khi thêm các mẩu calcium (Ca) vào nƣớc. Cả 2 bạn thêm các mẩu Ca vào 10ml nƣớc, sinh ra Ca(OH)2 và khí hydrogen. Kết quả thu đƣợc của Mai: Khối lƣợng Ca thêm vào / g Nhiệt độ bắt đầu / oC Nhiệt độ kết thúc / oC 1 19 20 2 19 21 3 19 22 4 19 23 Kết quả thu đƣợc của Tuấn: Khối lƣợng Ca thêm vào / g Nhiệt độ bắt đầu / oC Nhiệt độ kết thúc / oC 1 21 22 2 21 22 3 21 24 4 21 25 a/ Viết và cân bằng phƣơng trình hóa học của phản ứng diễn ra? (1.1) b/ Em hãy chỉ ra dấu hiệu để nhận biết phản ứng xảy ra khi cho mẩu Ca vào nƣớc? c/ Phản ứng xảy ra (nếu có) là thu nhiệt hay tỏa nhiệt? Dựa vào cơ sở nào để em đƣa ra nhận định đó? PL142 d/ Trong các số liệu Hoa và Tuấn thu thập đƣợc em có thấy điểm nào bất thƣờng không? Hãy chỉ ra đi điểm bất thƣờng đó? Em có thể dự đoán số liệu phù hợp hơn trong trƣờng hợp này không? e/ Kết quả thu đƣợc của 2 bạn cho biết xu hƣớng nào? Dự báo điều gì sẽ xảy ra nếu 5 g calcium đƣợc thêm vào nƣớc? f/ Hai bạn tiếp tục thực hiện thí nghiệm trên, sử dụng 20ml nƣớc thay cho 10ml. Họ có thể sử dụng các kết quả này và kết quả của loạt thí nghiệm ban đầu để tính nhiệt độ thay đổi trung bình hay không? Hãy giải thích ý kiến của em. N iệ vụ 7: (Tự chọn nhiệm vụ 6 hoặc 7, hoạt động cá nhân) (7 phút) Vôi sống (CaO) khi tác dụng với nƣớc trở thành vôi tôi (Ca(OH)2), đƣợc sử dụng rộng rãi để tạo ra hỗn hợp vữa xây dựng, làm tăng độ liên kết và độ cứng. Ngƣời ta đào hố sâu, sau đó cho vôi sống vào hố, thêm nƣớc vào phản ứng với CaO tạo ra vôi tôi, phản ứng tỏa ra rất sức nhiều nhiệt. Nếu ngƣời và động vật không may bị rơi vào hố vôi mới tôi thì rất nguy hiểm đến khỏe và tính mạng. a/ Trong quá trình tôi vôi có phản ứng hóa học xảy ra hay không? Nếu có hãy viết phƣơng trình hóa học của phản ứng? b/ Trong quá trình tôi vôi, khói và hơi nóng ở khu vực hố vôi bốc lên rất nhiều. Em hãy giải thích hiện tƣợng trên? c/ Tại sao ngƣời và động vật không may bị rơi vào hố vôi mới tôi thì rất nguy hiểm đến sức khỏe và tính mạng? N iệ vụ 8: (Bắt buộc - nhóm, thực hiện ở nhà) Tìm hiểu quy trình chế tạo bếp dã ngoại từ những lon nƣớc, các hộp sắt nhỏ đã sử dụng nhƣ hộp đựng mĩ phẩm, ... Nhiên liệu sử dụng trong bếp dã ngoại là cồn khô, cồn nƣớc. Tổ chức tự làm bếp dã chiến theo quy trình mà nhóm đề xuất. P iếu ỗ trợ xa iệ vụ 3: c/ Từ kết quả của thí nghiệm trên có gợi ý cho em các biện pháp để chống gỉ cho các chi tiết làm bằng sắt không? - Từ kết quả câu b: các điều kiện để ghim giấy bằng sắt bị gỉ, em đƣa biện pháp để các điều kiện đó không thể diễn ra. P iếu ỗ trợ xa iệ vụ 4: e/ Em hãy chỉ ra điểm sai trong quá trình An tiến hành kiểm chứng định luật bảo toàn khối lƣợng bằng thí nghiệm trên? - Dựa vào định luật bảo toàn khối lƣợng để phát hiện ra nguyên nhân có sự khác nhau của khối lƣợng phản ứng trƣớc và sau phản ứng. P iếu ỗ trợ đỏ iệ vụ 4: e/ - Em hãy chỉ ra điểm sai trong quá trình An tiến hành kiểm chứng định luật bảo toàn khối lƣợng bằng thí nghiệm trên? Dựa vào định luật bảo toàn khối lƣợng để phát hiện ra nguyên nhân có sự khác nhau của khối lƣợng phản ứng trƣớc và sau phản ứng là do khí hidro sinh ra trong phản ứng bị thoát ra ngoài. - Bạn An nên khắc phục cách tiến hành thí nghiệm trên nhƣ thế nào để thu đƣợc kết quả đúng? PL143 Nên tìm cách thu và tính khối lƣợng khí hidro thoát ra trong phản ứng. P iếu ỗ trợ xa iệ vụ 5: c. - Em hãy chỉ ra điểm sai đó? Giải thích nhận định của em. Áp dụng định luật bảo toàn khối lƣợng cho phản ứng trên ta thấy: khối lƣợng hỗn hợp sau phản ứng giảm so với khối lƣợng hỗn hợp trƣớc phản ứng do khí H2 thoát ra nên MMM . Từ đó tìm ra số liệu bị ghi nhận sai. TSH 2 P iếu ỗ trợ đỏ iệ vụ 5: TT K ối K ối MT k ối ợ MS k ối ợ T ể tí 2 ở K ối MT - ợ ợ ỗ ợ tr ớ ỗ ợ sau điều kiệ ợ k í MS Zn (g) HCl (g) ả ứ ( ) ả ứ ( ) SATP (ml) H2 (g) (g) 1 1,2 100 101,2 101,17 381 0,03 0,03 2 1,7 100 101,7 101,65 620 0,05 0,05 3 2,3 100 102,3 102,14 744 0,06 0,16 4 2,5 100 102,5 102,43 867 0,07 0,07 Áp dụng định luật bảo toàn khối lƣợng cho phản ứng trên ta thấy: khối lƣợng hỗn hợp sau phản ứng giảm so với khối lƣợng hỗn hợp trƣớc phản ứng do khí H2 thoát ra nên . Ở thí nghiệm 3, ta thấy: MMM nên số liệu ở phản ứng này bị thu TSH 2 thập sai. + Nếu số liệu MS thu thập sai, VH2 thu thập đúng thì số liệu đúng là MS = 102,24 (g) + Nếu số liệu MS thu thập đúng, VH2 thu thập sai thì số liệu đúng là VH2 = 1983 (ml) + Nếu cả 2 số liệu MS và VH2 thu thập sai thì không thể dự đoán. PL144 ỢP ỒN Ọ TẬP LUYỆN TẬP Ủ Ề P ẢN ỨN ÓA Ọ Họ và tên HS:..................................................... Nhóm:............... Lớp:....................... N iệ N i u Yêu ì t ứ      Tự đ vụ ầu X án giá 1 Nhiệm vụ 1   5’   2 Nhiệm vụ 2   5’   3 Nhiệm vụ 3   7’    4 Nhiệm vụ 4   7’     5 Nhiệm vụ 5   7’     6 Nhiệm vụ 6   7’   7 Nhiệm vụ 7   7’   8 Nhiệm vụ 8    Thời gian: .................................................................................................................... Tôi xin cam kết thực hiện đúng những điều đã ghi trong hợp đồng. Xác nhận của giáo viên Học sinh kí tên N ữ kí iệu ù tr ợ đồ Kí iệu iải t í kí iệu Kí iệu iải t í kí iệu  Nhiệm vụ bắt buộc  Đã hoàn thành  Nhiệm vụ tự chọn  Phiếu hỗ trợ  Thời gian tối đa X Hỗ trợ ít  Hoạt động cá nhân Đ Hỗ trợ nhiều  Hoạt động nhóm  Tiến triển tốt  Làm ở nhà  Gặp khó khăn  Chiếu đáp án  Rất thoải mái  GV chữa  Bình thƣờng  Không hài lòng PL145 PL146