Thiết lập đường phát triển năng lực khoa học trong chương trình, sách giáo khoa môn khoa học tự nhiên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHẠM THỊ NHUNG

THIẾT LẬP ĐƢỜNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC
TRONG CHƢƠNG TRÌNH, SÁCH GIÁO KHOA
MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI - 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHẠM THỊ NHUNG

THIẾT LẬP ĐƢỜNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC TRONG
CHƢƠNG TRÌNH, SÁCH GIÁO KHOA
MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM VẬT LÝ

Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lý
Mã số: 8.14.01.11

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS. Vũ Văn Hùng

HÀ NỘI - 2019

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn đến Lãnh đạo Trƣờng Đại học Giáo dục Đại học Quốc gia Hà Nội, và các Thầy, Cô giáo trong trƣờng, đặc biệt là các thầy cô
khoa Sƣ phạm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để khóa học đƣợc hoàn thành tốt đẹp.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới GS.TS. Vũ Văn Hùng đã tận tình hƣớng dẫn
và hết lòng giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành Luận văn.
Đồng thời, xin đƣợc gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tập thể lớp Vật lý QH-2016-S,
các anh, chị trong lớp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập.
Mặc dù đã đƣợc nhà trƣờng và các thầy, cô cùng quý cơ quan tạo mọi điều
kiện thuận lợi nhất để tôi có thể hoàn thành tốt Luận văn này, song do hạn chế về
mặt thời gian cũng nhƣ khả năng, kinh nghiệm của bản thân còn yếu kém nên bài
Luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót, khuyết điểm. Do vậy, tôi kính mong
nhận đƣợc sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của quý Nhà trƣờng, quý Thầy, Cô giáo
cũng nhƣ các anh, chị trong khóa học để Luận văn của tôi đƣợc hoàn thành tốt nhất
có thể.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng
Học viên

Phạm Thị Nhung

i

năm 2019


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

HS

Học sinh

GV

Giáo viên

KHTN

Khoa học tự nhiên

NL

Năng lực

NLKH

Năng lực khoa học

PPDH

Phƣơng pháp dạy học

i


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Hình thành và phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học
cơ sở thông qua dạy học Vật lý dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học ...... 12
Bảng 1.2. Những biểu hiện cụ thể của năng lực thành phần trong môn Khoa
học tự nhiên ..................................................................................................... 13
Bảng 2.1. Từ khóa mô tả mức độ môn Khoa học tự nhiên. ............................ 19
Bảng 2.2. Từ khóa mô tả biểu hiện của năng lực môn Khoa học tự nhiên..... 20
Bảng 2.3. Xác định các thành tố năng lực và chỉ báo mức độ thông qua các
yêu cầu cần đạt ................................................................................................ 22
Bảng 2.4. Tổng hợp các chỉ số mức độ các thành tố năng lực từ lớp 6 đến lớp 9.... 151
Bảng 3.1. Biểu hiện của các mức độ hành vi của năng lực nhận thức trong
chƣơng trình môn khoa học tự nhiên ............................................................ 154
Bảng 3.2. Biểu hiện của mức độ hành vi đối với năng lực tìm tòi khám phá
trong môn khoa học tự nhiên ........................................................................ 158
Bảng 3.3. Biểu hiện của các mức độ hành vi của năng lực vận dụng trong môn
khoa học tự nhiên .......................................................................................... 162
Bảng 3.4. Đƣờng phát triển năng lực nhận thức ........................................... 165
Bảng 3.5. Đƣờng phát triển năng lực tìm hiểu .............................................. 168
Bảng 3.6. Đƣờng phát triển năng lực vận dụng ............................................ 169
Bảng 3.7. Các chỉ báo năng lực và hành vi của học sinh trong chủ đề “Năng
lƣợng và sự chuyển hóa năng lƣợng” trong chƣơng trình KHTN. ............... 170
Bảng 3.8. Mức độ chỉ báo năng lực thành phần trong chủ đề ...................... 174
“Năng lƣợng và sự chuyển hóa năng lƣợng” ................................................ 174

ii


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 2.1. Mức độ chỉ báo năng lực thành phần trong chƣơng trình môn
KHTN từ lớp 6 đến lớp 9 .............................................................................. 151

Biểu đồ 3.1. Biểu hiện mức độ các chỉ báo năng lực thành phần trong chủ đề
“Năng lƣợng và sự chuyển hóa năng lƣợng” ................................................ 174

iii


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Sơ đồ biểu thị năng lực khoa học thông qua hoạt động của con ngƣời ... 9

iv


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................................... i
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ .............................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC HÌNH..................................................................................................... iv
MỤC LỤC ............................................................................................................................. v
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ......................................................................................................... 2
3. Khách thể, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .................................................................... 2
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................................................... 3
5. Giả thuyết khoa học ........................................................................................................... 3
6. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................................... 4
7. Đóng góp của luận văn ...................................................................................................... 4
8. Cấu trúc luận văn ............................................................................................................... 4
Chƣơng 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN

NĂNG LỰC KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH,
SÁCH GIÁO KHOA MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN ......................................................... 5
1.1. Định hƣớng đổi mới chƣơng trình giáo dục định hƣớng phát triển năng lực ................. 5
1.2. Năng lực và sự phát triển năng lực cho học sinh môn khoa học tự nhiên ...................... 6

1.2.1. Khái niệm năng lực ........................................................................................... 6
1.2.2. Dạy học phát triển năng lực cho học sinh ......................................................... 7
1.3. Năng lực khoa học .......................................................................................................... 7

1.3.1. Khái niệm năng lực khoa học............................................................................ 7
1.3.2. Cấu trúc của năng lực khoa học ........................................................................ 9
1.3.3. Tiến trình nghiên cứu khoa học và năng lực khoa học .............................................. 11
1.3.4. Dạy học Vật lý dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học cho học sinh trung học cơ sở ...... 12

1.3.5. Những biểu hiện của năng lực khoa học ......................................................... 13
Năng lực khoa học là năng lực đặc thù, đƣợc hình thành và phát triển cho học sinh
trong quá trình dạy học môn KHTN. ........................................................................ 13

v


1.3.6. Biện pháp phát triển năng lực khoa học cho học sinh trong môn KHTN ....... 15
Tiểu kết chƣơng 1 ................................................................................................................ 16
Chƣơng 2. XÁC ĐỊNH CÁC THÀNH TỐ NĂNG LỰC VÀ CHỈ BÁO MỨC ĐỘ PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC TRONG CHƢƠNG TRÌNH MÔN KHOA HỌC TỰ
NHIÊN ................................................................................................................................. 17
2.1. Một số phƣơng pháp dạy học môn Khoa học tự nhiên ................................................. 17
2.2. Từ ngữ thể hiện mức độ đáp ứng các yêu cầu cần đạt .................................................. 18
2.3. Xác định các thành tố năng lực thông qua các yêu cầu cần đạt .................................... 22
Tiểu kết chƣơng 2 .............................................................................................................. 153

Chƣơng 3. ĐƢỜNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC TRONG MÔN KHOA
HỌC TỰ NHIÊN VÀ ÁP DỤNG CHO CHỦ ĐỀ “NĂNG LƢỢNG VÀ SỰ CHUYỂN
HÓA NĂNG LƢỢNG” ..................................................................................................... 154
3.1. Biểu hiện của các mức độ hành vi đối với các thành tố năng lực khoa học trong môn
khoa học tự nhiên. .............................................................................................................. 154
3.1.1. Năng lực nhận thức .................................................................................................. 154
3.1.2. Năng lực tìm tòi, khám phá ..................................................................................... 158
3.1.3. Năng lực vận dụng ................................................................................................... 162
3.2. Đƣờng phát triển năng lực khoa học tự nhiên............................................................. 164
3.3. Xây dựng các chỉ báo năng lực và hành vi của học sinh trong chủ đề: “Năng lƣợng và
sự chuyển hóa năng lƣợng” của môn KHTN ..................................................................... 170
Tiểu kết chƣơng 3 .............................................................................................................. 175
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .................................................................................... 176
1. Kết luận .......................................................................................................................... 176
2. Khuyến nghị ................................................................................................................... 176
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 177

vi


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong bối cảnh toàn nhân loại đang chứng kiến sự bùng nổ của cuộc cách
mạng công nghiệp lần thứ tƣ, cuộc cách mạng lấy nền tảng là công nghệ thông tin
trong nền kinh tế tri thức, những thách thức không nhỏ đƣợc đặt ra với tất cả các
quốc gia, đặc biệt là các quốc gia đang phát triển. Để có thể đảm bảo đƣợc sự phát
triển bền vững, các quốc gia trong đó có Việt Nam đã tiến hành nâng cao chất lƣợng
nguồn nhân lực, yếu tố tiên quyết cho sự thành công. Việc đổi mới giáo dục, cải
cách chƣơng trình và sách giáo khoa cũng chính vì thế là việc làm cần thiết, để có
thể nâng cao chất lƣợng giáo dục, đáp ứng yêu cầu nguồn nhân lực chất lƣợng cao,

với nền tảng văn hóa vững chắc và những năng lực cốt lõi trong thời đại mới.
Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 Hội nghị lần thứ tám
Ban Chấp hành Trung ƣơng khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào
tạo (GD&ĐT) đã khẳng định tầm quan trọng của việc: “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”[1].
Để đáp ứng yêu cầu mới đó, nguồn nhân lực Việt Nam ngoài các phẩm chất
nhƣ lòng yêu nƣớc, yêu chủ nghĩa xã hội, quý trọng hăng say lao động, có lòng
nhân ái ý thức trách nhiệm thì rất cần có những năng lực khác nhƣ: có khả năng
giao tiếp, năng lực hợp tác, năng lực chuyển đổi nghề nghiệp theo yêu cầu mới của
sản xuất và thị trƣờng lao động, năng lực quản lý tôn trọng và nghiêm túc tuân theo
pháp luật, năng lực thích ứng và khả năng giải quyết vấn đề. Tình hình thực tế đó
đặt ra yêu cầu phải điều chỉnh chƣơng trình, Sách giáo khoa để đạt đƣợc mục tiêu
đổi mới giáo dục phổ thông. Trong chƣơng trình sách giáo khoa môn khoa học tự
nhiên hiện hành, mục tiêu đó đã đƣợc thể hiện qua các qui định cho việc giảng dạy
nhƣ sau:
- Cung cấp cho HS những kiến thức cơ bản vững chắc và có hệ thống.
- Góp phần giáo dục tƣ tƣởng.
- Góp phần phát triển tƣ duy cho HS.
- Bồi dƣỡng cho HS lòng đam mê nghiên cứu khoa học, trí tò mò, óc sáng

1


tạo, ý thức tích cực gần gũi với thiên nhiên, thực tiễn sản xuất và khả năng làm việc
độc lập.
Một trong những trọng tâm của đổi mới giáo dục phổ thông là tập trung vào
đổi mới phƣơng pháp dạy học. Tiến trình dạy học cần đƣợc thực hiện dựa trên sự
tích cực, chủ động của HS với sự tổ chức và định hƣớng đúng đắn của GV nhằm
phát triển tƣ duy độc lập, sáng tạo góp phần hình thành phƣơng pháp và nhu cầu tự

học, bồi dƣỡng hứng thú học tập, tạo niềm vui và niềm tin trong học tập cho HS.
Trƣớc sức ép của xu thế toàn cầu hóa, nền giáo dục trên thế giới đang có sự
chuyển biến mạnh mẽ, hƣớng đến sự hoàn thiện và chuẩn chung cho thế hệ công
dân toàn cầu. Trong bối cảnh đó, năm 1997, OECD (Organisation for Economic
Co-operation and Development) đã khởi xƣớng Chƣơng trình đánh giá học sinh
quốc tế PISA (Progamme for International Studen Assessment), chƣơng trình không
phải để kiểm tra khối lƣợng kiến thức học sinh học đƣợc trong nhà trƣờng mà điều
tra khả năng học sinh ứng dụng nhƣ thế nào những kiến thức đã đƣợc học trong nhà
trƣờng vào các tình huống hữu ích trong cuộc sống thông qua ba năng lực: Toán,
Đọc hiểu, Khoa học. Việc phát triển năng lực khoa học là yêu cầu có tính cấp thiết
trong thực tế đổi mới giáo dục hiện nay.
Xuất phát từ lý do trên tôi chọn đề tài “Thiết lập đường phát triển năng lực
khoa học trong chương trình, sách giáo khoa môn khoa học tự nhiên”.
2. Mục đích nghiên cứu
Tìm hiểu khái niệm năng lực khoa học, cấu trúc và phân loại năng lực khoa
học. Dựa trên yêu cầu cần đạt của chƣơng trình giáo dục tổng thể môn KHTN để
đƣa ra đƣờng phát triển năng lực với việc xác định các chỉ báo mức độ biểu hiện cụ
thể, xác định các thành tố năng lực và chỉ báo mức độ phát triển năng lực khoa học
trong chƣơng trình môn khoa học tự nhiên nhằm đƣa đến định hƣớng khái quát cho
việc xây dựng sách giáo khoa và dạy học theo hƣớng phát triển năng lực.
3. Khách thể, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
a. Khách thể nghiên cứu
Chương trình tổ ng thể , giáo dụ c phổ thông môn khoa họ c tự nhiên.
b. Đối tượng nghiên cứu

2


- Các phƣơng pháp dạy học
- Năng lực khoa học và biện pháp hình thành năng lực khoa học cho học sinh.

- Cấu trúc năng lực khoa học
- Các cách tiếp cận khác nhau để đƣa năng lực vào nội dung môn học:
+ Từ cấu trúc năng lực lựa chọn những nội dung môn học phù hợp.
+ Từ những nội dung môn học đã có sẵn xác định xem có thể phát triển đƣợc
những thành tố nào của năng lực.
- Tiến trình đánh giá năng lực theo chƣơng trình sách giáo khoa môn KHTN.
c. Phạm vi nghiên cứu
- Chƣơng trình giáo dục phổ thông môn KHTN.
- Các thành tố năng lực và các chỉ báo năng lực, mức độ chỉ báo năng lực khoa
học trong môn KHTN.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về biểu hiện của năng lực khoa học của học sinh trong
học tập nói chung và trong học tập môn vật lí nói riêng.
- Nghiên cứu các năng lực cần thiết trong quá trình học của học sinh.
- Nghiên cứu chƣơng tình tiếp cận năng lực: sự chuyển dịch từ chƣơng trình tiếp
cận nội dung sang chƣơng trình tiếp cận năng lực kéo theo sự thay đổi quy trình
thiết kế chƣơng trình, xây dựng chuẩn đầu ra, thực hiện, đánh giá kết quả học tập.
- Xây dựng đƣờng phát triển năng lực khoa học cho học sinh.
- Xác định các thành tố năng lực và chỉ báo mức độ phát triển năng lực khoa học
trong chƣơng trình môn khoa học tự nhiên.
5. Giả thuyết khoa học
Nếu phân tích, xác định đƣợc các chỉ báo năng lực và các mức độ chỉ báo năng
lực trong chƣơng trình môn KHTN theo đúng các mức độ chỉ báo yêu cầu cần đạt
sẽ giúp giáo viên đánh giá đúng năng lực học sinh, xây dựng kế hoạch dạy học theo
hƣớng tích cực góp phần nâng cao chất lƣợng dạy và học bộ môn khoa học tự
nhiên.

3

6. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận liên quan đến đề tài nhƣ: nghiên cứu cơ sở Tâm lý
học, Giáo dục học, Triết học của việc phát triển năng lực cho học sinh và một số lý
thuyết về phƣơng pháp phát triển năng lực khoa học.
- Phƣơng pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm: Là phƣơng pháp nghiên cứu và
xem xét lại những thành quả thực tiễn trong quá khứ để rút ra kết luận bổ ích cho
thực tiễn và khoa học.
7. Đóng góp của luận văn
- Đề xuất nội dung và quy trình tổ chức dạy học nhằm phát triển năng lực khoa
học cho học sinh trong xây dựng chƣơng trình, sách giáo khoa môn khoa học tự
nhiên.
- Góp phần đổi mới phƣơng pháp dạy học môn khoa học tự nhiên nói chung và
môn Vật lý nói riêng.
8. Cấu trúc luận văn
Chƣơng 1: Cơ sở lí luận về việc tổ chức dạy học nhằm phát triển năng lực khoa học
cho học sinh trong xây dựng chƣơng trình sách giáo khoa môn khoa học tự nhiên.
Chƣơng 2: Xác định các thành tố năng lực và chỉ báo mức độ phát triển năng
lực khoa học trong chƣơng trình môn khoa học tự nhiên.
Chƣơng 3: Đƣờng phát triển năng lực khoa học trong môn khoa học tự nhiên và
áp dụng cho chủ đề “Năng lƣợng và sự chuyển hóa năng lƣợng”.

4


Chƣơng 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG XÂY DỰNG
CHƢƠNG TRÌNH, SÁCH GIÁO KHOA MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN
1.1. Định hƣớng đổi mới chƣơng trình giáo dục định hƣớng phát triển năng lực
Chƣơng trình giáo dục định hƣớng phát triển năng lực (định hƣớng phát

triển năng lực) nay còn gọi là dạy học định hƣớng kết quả đầu ra đƣợc bàn đến
nhiều từ những năm 90 của thế kỷ 20 và ngày nay đã trở thành xu hƣớng giáo
dục quốc tế. Giáo dục định hƣớng phát triển năng lực nhằm mục tiêu phát triển
năng lực ngƣời học.
Giáo dục định hƣớng năng lực nhằm đảm bảo chất lƣợng đầu ra của việc
dạy học, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các phẩm chất nhân cách, chú
trọng năng lực vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễn nhằm chuẩn bị
cho con ngƣời năng lực giải quyết các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp.
Chƣơng trình này nhấn mạnh vai trò của ngƣời học với tƣ cách chủ thể của quá
trình nhận thức.
Khác với chƣơng trình định hƣớng nội dung, chƣơng trình dạy học định
hƣớng phát triển năng lực tập trung vào việc mô tả chất lƣợng đầu ra, có thể coi
là ”sản phẩm cuối cùng” của quá trình dạy học. Việc quản lý chất lƣợng dạy học
chuyển từ việc điều khiển “đầu vào” sang điều khiển “đầu ra”, tức là kết quả học
tập của HS.
Chƣơng trình dạy học định hƣớng phát triển năng lực không quy định
những nội dung dạy học chi tiết mà quy định những kết quả đầu ra mong muốn
của quá trình giáo dục, trên cở sở đó đƣa ra những hƣớng dẫn chung về việc lựa
chọn nội dung, phƣơng pháp, tổ chức và đánh giá kết quả dạy học nhằm đảm bảo
thực hiện đƣợc mục tiêu dạy học tức là đạt đƣợc kết quả đầu ra mong muốn.
Trong chƣơng trình định hƣớng phát triển năng lực, mục tiêu học tập, tức là kết
quả học tập mong muốn thƣờng đƣợc mô tả thông qua hệ thống các năng lực
(Competency). Kết quả học tập mong muốn đƣợc mô tả chi tiết và có thể quan

5


sát, đánh giá đƣợc. HS cần đạt đƣợc những kết quả yêu cầu đã quy định trong
chƣơng trình. Việc đƣa ra các chuẩn đào tạo cũng là nhằm đảm bảo quản lý chất
lƣợng giáo dục theo định hƣớng kết quả đầu ra.

Ƣu điểm của chƣơng trình giáo dục định hƣớng phát triển năng lực là tạo
điều kiện quản lý chất lƣợng theo kết quả đầu ra đã quy định, nhấn mạnh năng lực
vận dụng của HS.
1.2. Năng lực và sự phát triển năng lực cho học sinh môn khoa học tự nhiên
1.2.1. Khái niệm năng lực
Khái niệm “năng lực” có nguồn gốc tiếng La tinh “competentia” (có nghĩa là
“gặp gỡ”). Khái niệm năng lực đã đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa
học và kỹ thuật, trong đó có giáo dục.
Theo Cosmovici thì: “năng lực là tổ hợp đặc điểm của cá nhân, giải thích sự
khác biệt giữa ngƣời này với ngƣời khác ở khả năng đạt đƣợc những kiến thức và
hành vi nhất định”. Còn A.N.Leonchiev cho rằng: “năng lực là đặc điểm cá nhân
quy định việc thực hiện thành công một hoạt động nhất định”.
Theo Từ điển Tiếng Việt (2012), “ Năng lực là khả năng huy động tổng hợp
các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính tâm lý cá nhân khác nhƣ hứng thú, niềm
tin, ý chí,... để thực hiện thành công một loại công việc trong một bối cảnh nhất
định”. Theo Chƣơng trình giáo dục phổ thông tổng thể “năng lực là thuộc tính cá
nhân đƣợc hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện
cho phép con ngƣời huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá
nhân nhƣ hứng thú, niềm tin, ý chí,... thực hiện thành công một loại hoạt động nhất
định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể [5].
Theo Cosmovici thì: “năng lực là tổ hợp đặc điểm của cá nhân, giải thích sự
khác biệt giữa ngƣời này với ngƣời khác ở khả năng đạt đƣợc những kiến thức và
hành vi nhất định”. Còn A.N.Leonchiev cho rằng: “năng lực là đặc điểm cá nhân
quy định việc thực hiện thành công một hoạt động nhất định”.
Theo những nghĩa này, năng lực đƣợc hiểu là quá trình tích lũy kiến thức và vận
dụng những kiến thức để giải quyết vấn đề hay tình huống đặt ra trong cuộc sống.

6

1.2.2. Dạy học phát triển năng lực cho học sinh
Dạy học theo quan điểm phát triển năng lực học sinh không chỉ chú ý tích
cực hóa học sinh về hoạt động trí tuệ mà còn chú ý rèn luyện năng lực giải quyết
vấn đề gắn với những tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp, đồng thời gắn hoạt
động trí tuệ với hoạt động thực hành, thực tiễn. Việc sử dụng phƣơng pháp dạy học
vì thế cần gắn chặt với các hình thức tổ chức dạy học. Điều quan trọng hơn cả là
nếu so sánh với các quan niệm dạy học trƣớc đây, việc dạy học phát triển phẩm
chất, năng lực sẽ làm cho việc dạy và việc học tiếp cận gần hơn, sát hơn với mục
tiêu hình thành và phát triển nhân cách con ngƣời.
Khi nói đến dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực học sinh, cần hiểu
rõ: phát triển năng lực học sinh đòi hỏi giáo viên phải có tổ chức hoạt động dạy học
hiệu quả. Việc tổ chức dạy học ở đây gắn với thiết kế bài học trƣớc khi lên lớp; tìm
hiểu đối tƣợng dạy học, dạy học nêu vấn đề; chuyển giao nhiệm vụ học tập cho học
sinh; phản hồi thông tin cho học sinh; sử dụng linh hoạt các phƣơng pháp, phƣơng
tiện dạy học; đặc biệt là việc tổ chức, hƣớng dẫn hoạt động học tập cho học sinh
nhằm phát huy tối đa khả năng tham dự vào tiến trình dạy học của học sinh.
Hoạt động học tập là sự tƣơng tác giữa giáo viên và học sinh nhằm giúp học
sinh tiếp cận và chiếm lĩnh tri thức một cách độc lập và sáng tạo. Tổ chức hoạt động
học tập vì thế xem là sự tác động từ bên ngoài vào bên trong, từ môi trƣờng, đặc
biệt là từ giáo viên đến mỗi học sinh thông qua hình thức học tập đƣợc tổ chức bởi
giáo viên.
1.3. Năng lực khoa học
1.3.1. Khái niệm năng lực khoa học
Là khả năng sử dụng, vận dụng các kiến thức, các phƣơng pháp giải thích về
thế giới tự nhiên và thông qua hoạt động của con ngƣời, thực hiện việc thay đổi thế
giới tự nhiên.
Năng lực khoa học đƣợc thể hiện qua việc học sinh có kiến thức khoa học và
sử dụng kiến thức để nhận ra các vấn đề khoa học, giải thích các hiện tƣợng khoa
học và rút ra kết luận trên cơ sở chứng cứ về các vấn đề liên quan đến khoa học;

7


hiểu đƣợc những đặc tính của khoa học nhƣ một dạng tri thức của loài ngƣời và là
hoạt động tìm tòi, khám phá của con ngƣời; nhận thức đƣợc vai trò của khoa học.
Theo tổ chức OCED: Năng lực khoa học là khả năng sử dụng kiến thức khoa
học để xác định các câu hỏi và rút ra kết luận dựa trên các bằng chứng để hiểu và
đƣa ra quyết định về thế giới tự nhiên và những thay đổi để phù hợp với hoạt động
của con ngƣời. Và năng lực khoa học chỉ đƣợc nhìn nhận tốt nhất khi đƣợc xem là
một thể thống nhất với bối cảnh xã hội và vận dụng thực hành kiến thức trên tất cả
lĩnh vực khoa học. Do đó, năng lực khoa học cũng đƣợc coi là năng lực hành động.
Nhƣ vậy, ngƣời có năng lực khoa học là ngƣời có tri thức về khoa học, tri
thức về phƣơng pháp nghiên cứu khoa học; biết cách sử dụng các tri thức khoa học
để thực hiện các hoạt động khoa học và giải quyết các vấn đề khoa học hiệu quả.
Năng lực khoa học là năng lực đặc thù đƣợc hình thành và phát triển cho học
sinh trong quá trình học môn KHTN. Theo chƣơng trình giáo dục phổ thông mới,
năng lực khoa học của học sinh THCS gồm 3 hợp phần: nhận thức kiến thức khoa
học; tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên; vận dụng kiến thức vào thực tiễn, ứng
xử với tự nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững xã hội và bảo vệ môi
trƣờng. Trên cơ sở nghiên cứu Chƣơng trình môn khoa học tự nhiên, luận văn đã
phân tích và đề xuất các năng lực thành phần của năng lực khoa học nhƣ sau: Năng
lực nhận thức kiến thức KHTN; năng lực sử dụng ngôn ngữ KHTN; năng lực phát
hiện và sử dụng kiến thức KHTN để giải quyết các tình huống trong thực tiễn; năng
lực thực hành thí nghiệm và vận dụng trong cuộc sống; năng lực thu thập, xử lý,
phân tích, sử dụng dữ liệu; năng lực công bố kết quả thực hiện các nhiệm vụ đƣợc
giao.

8

Hình 1.1. Sơ đồ biểu thị năng lực khoa học thông qua hoạt động của con người

(Nguồn: )
1.3.2. Cấu trúc của năng lực khoa học
Theo quan điểm PISA, cấu trúc của năng lực khoa học đƣợc xác định dựa trên
các tiêu chí dƣới đây [3]:
1.3.2.1. Căn cứ vào thành tố cấu thành: Kiến thức + Hành vi+ Thái độ.
Thứ nhất: Kiến thức về bản chất, khái niệm, nội dung, lý thuyết của giới tự
nhiên mà khoa học đã hình thành. Ví dụ: làm thế nào cây quang hợp từ ánh sáng và
Cacbon. Loại tri thức này đƣợc gọi là tri thức nội dung hoặc tri thức nền tảng khoa
học.
Thứ hai: Tri thức của các tiến trình mà các nhà khoa học dùng để hình thành
nên tri thức khoa học đƣợc gọi là tri thức thủ tục. Đây là một tri thức liên quan giữa
thực hành và lý thuyết mà yêu cầu về thực hành làm nền tảng nhƣ lặp lại các
phƣơng pháp để làm giảm tối thiểu lỗi, kiểm soát các biến cố, các quy trình có chất
lƣợng đƣợc trình bày và công bố số liệu. Tri thức thủ tục đƣợc đánh giá trong PISA
2015 bao gồm: Các khái niệm về biến bao gồm biến phụ thuộc, biến độc lập và
kiểm soát; Các khái niệm về đo đƣờng nhƣ: định lƣợng đo, chất lƣợng (quan sát), sử
dụng tỉ lệ...; Các đánh giá và tăng sự chính xác nhƣ lặp đi lặp lại, tính trung bình đo
lƣờng; Cách tổ chức để đảm bảo sự phổ biến và chính xác của dữ liệu; Cách thức

9


phổ biến để đƣa dữ liệu ra bảng biểu, đồ thị và biểu đồ nhằm sử dụng thích hợp’
Bản chất của việc thiết kế thí nghiệm thích hợp cho câu hỏi khoa học.
1.3.2.2 Căn cứ vào các bước đề thực hiện các năng lực khoa học
Theo đánh giá PISA, năng lực khoa học gồm 3 mức độ, chúng tôi cho rằng
tƣơng ứng với 3 mức độ chính là 3 giai đoạn để hình thành năng lực khoa học ở HS.
- Giải thích hiện tƣợng khoa học: nhận biết, cung cấp, đánh giá, giải thích cho

một loạt các hiện tƣợng tự nhiên và công nghệ. NL này đòi hỏi HS phải nhớ lại kiến
thức thích hợp trong một tình huống nhất định và sử dụng nó để giải thích một hiện
tƣợng quan tâm. Thể hiện qua khả năng: + Nhớ lại và áp dụng kiến thức khoa học
phù hợp; + Xác định, sử dụng và tạo ra các mô hình giải thích phù hợp; + Đƣa ra và
chứng minh cho các giả thuyết phù hợp; + Giải thích khả năng tiềm năng của kiến
thức khoa học xã hội.
- Đánh giá và lập kế hoạch nghiên cứu khoa học: Đây là NL cần thiết để báo
cáo các kết quả khoa học. Nó phụ thuộc vào khả năng phân biệt câu hỏi khoa học từ
các kiến thức khác nhau trong điều tra. NL này đòi phải có kiến thức đặc trƣng về
nghiên cứu khoa học. Cụ thể: + Xác định các câu hỏi có thể trả lời trong một nghiên
cứu khoa học nhất định; + Phân biệt câu hỏi có thể điều tra bằng nghiên cứu khoa
học; + Đề xuất khám phá một câu hỏi đƣa ra một cách khoa học; + Đánh giá những
cách khám phá một câu hỏi đƣa ra một cách khoa học; + Mô tả và đánh giá một loạt
các cách mà các nhà khoa học sử dụng để đảm bảo độ tin cây của dữ liệu và tính
khách quan, khái quát của giả thuyết.
- Giải thích dữ liệu và bằng chứng khoa học: NL này đòi hỏi phải sử dụng các
công cụ toán học để phân tích hoặc tổng hợp dữ liệu và khả năng sử dụng các
phƣơng pháp để chuyển đổi dữ liệu. NL này cũng bao gồm việc truy cập thông tin
khoa học, đƣa ra và đánh giá lập luận, kết luận cơ bản dựa trên bằng chứng khoa
học (Kuhn, 2010; Osborne, 2010) nó cũng có thể thay đổi kết luận hoặc bác bỏ một
kết luận và xác định các giả định trong việc đạt đƣợc kết luận. Cụ thể: + Chuyển đổi
dữ liệu; + Phân tích, diễn giải dữ liệu và rút ra kết luận phù hợp; + Xác định các giả
định, bằng chứng và lý luận trong văn bản khoa học; + Phân biệt giữa lập luận dựa

10


trên bằng chứng khoa học và lý luận dựa trên những căn cứ khác; + Đánh giá luận
cứ khoa học và bằng chứng từ các nguồn khác nhau ( ví dụ : tạp chí, internet...).
Theo các biểu hiện của NL từ dấu hiệu nhận biết một ngƣời có NL khoa học

theo dự thảo PISA 2015, Chúng tôi cho rằng biểu hiện của một ngƣời có NL đó là:
+ Sử dụng tri thức khoa học để giải thích, đánh giá và đƣa ra các yêu cầu khoa học
và diễn giải dữ liệu trong một loạt các tình huống phức tạp đòi hỏi yêu cầu cao của
nhu cầu nhận thức; + Đƣa ra kết luận từ nhiều vùng dữ liệu khác nhau, trong nhiều
hoàn cảnh và cung cấp mối quan hệ nhân quả; + Luôn phân biệt đƣợc các câu hỏi
khoa học và phi khoa học, giải thích mục đích điều tra và kiểm soát các biến có liên
quan; + Chuyển đổi dữ liệu, giải thích dữ liệu phức tạp và chứng minh độ tin cậy và
tính chính xác của các số liệu khoa học; + Xử lý các tình huống không quen thuộc
và phức tạp; + Phát triển lý luận phê bình và đánh giá các giải thích, mô hình , giải
thích các dữ liệu và thiết kế thử nghiệm đề xuất trong một loạt các bối cảnh cá nhân,
địa phƣơng và toàn cầu.
1.3.3. Tiến trình nghiên cứu khoa học và năng lực khoa học
Có thể hiểu, tiến trình nghiên cứu khoa học là con đƣờng, cách thức triển khai
thực hiện các giai đoạn của quá trình nghiên cứu khoa học để tạo ra những kết quả
mới. Có nhiều cách để mô tả tiến trình khoa học, nhƣng nhìn chung gồm 6 giai đoạn
sau: Quan sát, đặt ra câu hỏi nghiên cứu; Nghiên cứu tổng quan; Hình thành giả
thuyết; Thiết kế phƣơng án thực nghiệm kiểm tra giả thuyết; Triển khai thực
nghiệm kiểm tra giả thuyết; Xử lý kết quả.
Theo chƣơng trình đánh giá HS Quốc tế PISA của Tổ chức Hợp tác và Phát
triển kinh tế (OECD): NLKH đƣợc thể hiện thông qua việc HS có kiến thức khoa
học và sử dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề khoa học, giải thích hiện tƣợng
khoa học và rút ra kết luận.
NLKH của HS trung học cơ sở gồm 10 năng lực thành phần sau: Tiến hành thí
nghiệm, quan sát và mô tả quá trình, hiện tƣợng xảy ra; Phát hiện ra vấn đề và phát
biểu vấn đề nghiên cứu dƣới dạng câu hỏi tƣờng minh; Tìm hiểu lịch sử vấn đề
nghiên cứu để đƣa ra giả thuyết hoặc đề xuất giải pháp thực nghiệm kiểm tra gia

11

thuyết; Đƣa ra giả thuyết nghiên cứu; Rút ra hệ quả từ giả thuyết dƣới dạng một dự
đoán, phán đoán hay suy đoán; Đề xuất phƣơng án thực nghiệm kiểm tra hệ quả;
Tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đoán và ghi lại kết quả; Xử lý dữ liệu, phân tích
số liệu và đánh giá kết quả, đƣa ra kết luận về sự đúng/sai của hệ quả; Rút ra kiến
thức mới; Vận dụng kiến thức vào tình huống mới.
1.3.4. Dạy học Vật lý dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học cho học sinh trung
học cơ sở
Vấn đề đặt ra là tổ chức dạy học kiến thức Vật lý dựa trên tiến trình nghiên
cứu khoa học nhƣ thế nào để có thể phát triển NLKH của HS? Để giải quyết vấn đề
này, theo chúng tôi cần phân biệt đƣợc giữa tiến trình nghiên cứu khoa học khi giải
quyết một vấn đề nghiên cứu của các nhà khoa học và của HS trung học cơ sở, từ đó
xác định đƣợc vai trò của GV trong việc giúp đỡ, hỗ trợ HS trong từng giai đoạn
dạy học dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học.
Bảng 1.1. Hình thành và phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học cơ sở
thông qua dạy học Vật lý dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học
Các giai đoạn dạy học Vật
lý dựa trên tiến trình
nghiên cứu khoa học

Môi trƣờng tƣơng tác và
học tập

các năng lực khoa học
thành phần

- HS làm việc với phiếu
2. Tìm hiểu lịch sử vấn đề học tập.
nghiên cứu. Hình thành giả - Giáo viên điều hành lớp
thiết hoặc đƣa ra giải pháp thảo luận
thực nghiệm kiểm tra

- Tiến hành thí nghiệm
quan sát và mô tả quá
trình, hiện tƣợng xảy ra.
- Phát hiện vấn đề và phát
biểu vấn đề nghiên cứu
dƣới dạng câu hỏi tƣờng
minh.
- Tìm hiểu lịch sử vấn đề
nghiên cứu để định
hƣớng, đƣa ra giả thiết
hoặc đề xuất phƣơng án
thực nghiệm kiểm tra

- HS làm việc với phiếu
học tập.
- Các nhóm học sinh trao

- Rút ra hệ quả từ giả thiết
dƣới dạng một dự đoán,
phán đoán, suy đoán

1.Thực hiện quan sát. Đặt
câu hỏi nghiên cứu

3. Đề xuất phƣơng án thực
nghiệm kiểm tra

- HS làm việc với phiếu
học tập và dụng cụ thí

nghiệm hoặc quan sát.
- Nhóm HS trao đổi
- Giáo viên điều hành lớp
thảo luận.

Hình thành và phát triển

12


4. Thực nghiệm kiểm tra
giả thuyết. Xử lý kết quả
và rút ra kết luận

đổi, thảo luận
- Giáo viên điều hành lớp
thảo luận

- Đề xuất phƣơng án thực
nghiệm kiểm tra hiệu quả

- Các nhóm học sinh làm
việc với phiếu học tập và
dụng cụ thí nghiệm
- Giáo viên điều hành lớp
thảo luận

- Tiến hành thí nghiệm
kiểm tra dự đoán và ghi
lại kết quả.

- Xử lý số liệu, phân tích
số liệu và đánh giá kết quả
để đƣa ra kết luận của giả
thiết
- Rút ra kiến thức mới
- Vận dụng kiến thức vào
tình huống mới

- Các nhóm học sinh làm
việc với phiếu học tập
- Giáo viên điều hành lớp
thảo luận

5. Rút ra kiến thức mới

1.3.5. Những biểu hiện của năng lực khoa học
Năng lực khoa học là năng lực đặc thù, đƣợc hình thành và phát triển cho
học sinh trong quá trình dạy học môn KHTN.
Bảng 1.2. Những biểu hiện cụ thể của năng lực thành phần
trong môn Khoa học tự nhiên
Năng lực thành phần

Biểu hiện cụ thể của năng lực thành phần

1. Năng lực nhận thức - Gọi tên, nhận biết các đối tƣợng, sự kiện, khái niệm
kiến thức KHTN

hoặc quá trình tự nhiên.
- Trình bày đặc điểm, vai trò của các đối tƣợng và quá
trình tự nhiên.

- Phân loại các vật, sự vật theo các tiêu chí khác nhau.
- So sánh, lựa chọn các đối tƣợng dựa theo tiêu chí.
- Giải thích về mối quan hệ giữa các sự vật và hiện tƣợng.

2. Năng lực sử dụng - Hiểu biết về thuật ngữ, kí hiệu, công thức, quy tắc, sơ
ngôn ngữ KHTN

đồ.
- Trình bày đƣợc nội dung của các khái niệm cơ bản, định
lý, định luật.

13


Năng lực thành phần

Biểu hiện cụ thể của năng lực thành phần
- Sử dụng thuật ngữ, kí hiệu, công thức để biểu đạt vấn đề
khoa học.
- Xác định từ khóa trong văn bản khoa học.
- Vận dụng đƣợc ngôn ngữ khoa học trong tình huống cụ
thể.

3. Năng lực phát hiện - Phát hiện và đề xuất tình huống có liên quan đến vấn đề
và giải quyết vấn đề cần giải quyết.
liên quan đến KHTN

- Xác định, tìm hiểu đƣợc các thông tin liên quan đến vấn
đề cần giải quyết.
- Đƣa ra các phán đoán, giả thuyết.

- Đề xuất biện pháp giải quyết
- Lập kế hoạch giải quyết vấn đề
- Đánh giá kết quả thực hiện

4. Năng lực sử dụng - Hệ thống đƣợc kiến thức KHTN theo các tiêu chí.
kiến thức KHTN vào - Phát hiện nội dung kiến thức KHTN đƣợc ứng dụng
giải quyết vấn đề thực trong các vấn đề, lĩnh vực khác nhau.
tiễn

- Tìm tòi, phát hiện các vấn đề trong thực tiễn liên quan.
- Sử dụng kiến thức KHTN để giải quyết vấn đề thực tiễn.

5. Năng lực thực hành - Nghiên cứu, chuẩn bị nội dung thực hành thí nghiệm.
thí nghiệm và vận - Nắm vững quy tắc an toàn trong phòng thí nghiệm.
dụng trong cuộc sống

- Tiến hành thí nghiệm đúng quy trình.
- Quan sát thí nghiệm chi tiết, đầy đủ, đúng phƣơng pháp.
- Mô tả đƣợc đầy đủ thí nghiệm.
- Giải thích đƣợc các hiện tƣợng xảy ra trong quá trình
tiến hành thí nghiệm.

6. Năng lực quan sát, - Xác định đƣợc nội dung chính cần quan sát.
thu thập, xử lý và sử - Quan sát, theo dõi chặt chẽ đối tƣợng.

14


Năng lực thành phần
dụng

số

liệu

nghiệm

Biểu hiện cụ thể của năng lực thành phần

thực - Ghi chép, chụp ảnh, quay phim sự thay đổi trong quá
trình thực nghiệm.
- Vẽ sơ đồ, biểu đồ biểu diễn các số liệu thu thập đƣợc.
- Xử lý số liệu.
- Xác định nguyên nhân sai số, giải thích.

7. Năng lực đánh giá - Phân tích dữ liệu thực nghiệm.
định

tính

và

định - Giải thích kết quả thực nghiệm.

lƣợng kết quả thực - Tính toán các đại lƣợng đặc trƣng của quá trình thực
nghiệm

nghiệm.
- Biện luận kết quả.

8. Năng lực báo cáo, - Thảo luận, thống nhất với các thành viên trong nhóm về
trình bày và công bố nội dung báo cáo.
kết quả

- Lựa chọn nội dung sẽ trình bày.
- Tóm tắt đƣợc quy trình các bƣớc tiến hành nhiệm vụ
đƣợc giao.
- Tổng hợp kết quả thu đƣợc.
- Giải thích đƣợc nguyên nhân xảy ra hiện tƣợng.
- Báo cáo kết quả công việc.
- Thảo luận các vấn đề liên quan đến báo cáo.

1.3.6. Biện pháp phát triển năng lực khoa học cho học sinh trong môn KHTN
NLKH là một trong những năng lực quan trọng mà GV cần hình thành cho
HS trong quá trình dạy học cần đƣợc hình thành và phát triển trong quá trình học
tập. Bởi vậy, GV cần thực hiện một số biện pháp sau:
- Khi chuẩn bị một bài dạy mới, GV cần tổ hợp lại các nội dung theo chuẩn
kiến thức, kỹ năng theo một mối quan hệ nhất quán để thể hiện đƣợc các năng lực
của ngƣời học.

15


- Tạo động cơ, hứng thú cho HS bằng tình huống có vấn đề liên quan đến
khoa học, cuộc sống để kích thích HS có động cơ muốn giải quyết tình huống vấn
đề đó.
- Kết hợp các PPDH hiện đại một cách tích cực, tránh lối truyền thụ một
chiều mang tính thông báo, chứng minh.
- Thực hiện việc kiểm tra đánh giá dựa vào năng lực căn cứ theo chuẩn kiến
thức kỹ năng.

Tiểu kết chƣơng 1
Xuất phát từ bản chất của khái niệm năng lực và năng lực khoa học, có thể
thấy đƣợc vai trò của phát triển năng lực khoa học cho HS trong dạy học môn Khoa
học tự nhiên là vô cùng cần thiết. Vì vậy, trong chƣơng 1 luận văn đã đi sâu, phân
tích và khái quát về năng lực khoa học và phát triển năng lực khoa học cho học sinh
trong quá trình dạy và học chƣơng trình môn khoa học tự nhiên.
Để làm rõ đƣợc các thành tố năng lực và các chỉ báo mức độ phù hợp với các
thành tố năng lực thành phần, luận văn đã nghiên cứu và trình bày trong chƣơng 2.

16