Sử dụng phương pháp khoa học để phát triển năng lực nhận thức kiến thức sinh thái học cho học sinh lớp 12 THPT​

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN QUANG DUY

SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP KHOA HỌC ĐỂ PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC NHẬN THỨC KIẾN THỨC SINH
THÁI HỌC CHO HỌC SINH LỚP 12 THPT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2020
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thông tin – ĐHTN




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN QUANG DUY

SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP KHOA HỌC ĐỂ PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC NHẬN THỨC KIẾN THỨC SINH
THÁI HỌC CHO HỌC SINH LỚP 12 THPT

Ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Sinh học
Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN PHÚC CHỈNH

THÁI NGUYÊN - 2020
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thông tin – ĐHTN




LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự
hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh. Các tài liệu trích dẫn trong luận
văn đều có nguồn gốc rõ ràng. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là
trung thực và chưa được cơng bố trong bất kỳ cơng trình nghiên cứu nào khác.
Thái Nguyên, ngày 17 tháng 6 năm 2020
Tác giả luận văn

Nguyễn Quang Duy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh đã
tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành
luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phịng Đào tạo, Bộ mơn Phương
pháp dạy học sinh học đã tạo mọi điều kiện và giúp đỡ tơi trong q trình học

tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Thăng, các em học sinh trường
THPT Lục Ngạn cơ sở 2 đã tạo điều kiện và giúp đỡ tơi trong q trình tiến
hành điều tra và thực nghiệm sư phạm.
Xin chân thành cảm ơn thầy cơ khoa Sinh học, gia đình và anh, chị, bạn
trong lớp cao học đã ln động viên, khuyến khích tơi trong q trình học tập
và hồn thành luận văn.
Thái Ngun, ngày 17 tháng 6 năm
2020
Tác giả luận văn

Nguyễn Quang Duy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN




MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN.....................................................................................................ii
MỤC LỤC......................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT................................................................vi
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH................................................................................viii
MỞ ĐẦU............................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài.............................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu....................................................................................... 3
3. Nhiệm vụ nghiên cứu......................................................................................3

4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu................................................................ 3
5. Giả thuyết khoa học........................................................................................ 3
6. Giới hạn nghiên cứu........................................................................................4
7. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................4
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI....................5
1.1. Cơ sở lí thuyết của phương pháp khoa học..................................................5
1.1.1. Khái quát về phương pháp khoa học.........................................................5
1.1.2. Trình tự logic của phương pháp khoa học.................................................6
1.1.3. Hạn chế của phương pháp khoa học....................................................... 13
1.1.4. Chuyển từ phương pháp khoa học sang tiến trình dạy học.....................13
1.1.5. Phương pháp khoa học phù hợp với xu hướng đổi mới hiện nay...........17
1.2. Tổng quan về dạy học theo quy trình phương pháp khoa học...................21
1.2.1. Trên thế giới............................................................................................21
1.2.2. Ở Việt Nam............................................................................................. 24
1.2.3. Thực trạng vận dụng quy trình phương pháp khoa học trong dạy học...26
Kết luận chương 1.............................................................................................27
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




Chương 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG QUY TRÌNH PHƯƠNG PHÁP
KHOA HỌC TRONG DẠY HỌC SINH THÁI HỌC SINH HỌC 12
Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG..................................................28
2.1. Nội dung sinh thái học (Sinh học 12 - THPT)........................................... 28
2.1.1. Cấu trúc và nội dung phần sinh thái học hiện hành lớp 12 THPT..........28
2.1.2. Phân tích nội dung phần sinh thái học lớp 12 theo chương trình THPT
mới từ đó đánh giá khả năng hình thành năng lực nhận thức kiến thức...........29
2.2. Xây dựng quy trình phương pháp khoa học trong dạy học sinh thái
học (Sinh học 12 -THPT)..................................................................................35

2.2.1. Quy trình thiết kế các hoạt động dạy học thông qua sử dụng phương
pháp khoa học................................................................................................... 35
2.2.2. Một số nội dung phần sinh thái học áp dụng phương pháp khoa học.....37
2.3. Vận dụng quy trình phương pháp khoa học trong dạy học sinh thái
học (Sinh học 12 -THPT)..................................................................................50
2.3.1. Cơ sở của việc vận dụng phương pháp khoa học trong dạy học Sinh
thái học..............................................................................................................50
2.3.2. Một số giáo án vận dụng phương pháp khoa học trong dạy học nội
dung kiến thức Sinh thái học.............................................................................53
Kết luận chương 2.............................................................................................65
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM......................................................66
3.1. Mục đích thực nghiệm............................................................................... 66
3.2. Nội dung thực nghiệm................................................................................66
3.3. Phương pháp thực nghiệm......................................................................... 66
3.3.1. Chọn đối tượng thực nghiệm sư phạm....................................................66
3.3.2. Cách tiến hành thực nghiệm....................................................................67
3.3.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm................................................................ 68
3.3.4. Xử lý, phân tích kết quả thực nghiệm.....................................................69
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




3.4. Kết quả thực nghiệm..................................................................................69
3.4.1. Kết quả phân tích định lượng..................................................................69
3.4.2. Kết quả phân tích định tính.....................................................................77
Kết luận chương 3.............................................................................................81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................ 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................84
PHỤ LỤC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1.

Quy trình nghiên cứu khoa học trong dạy học Sinh học...............18

Bảng 1.2.

Thực trạng vận dụng quy trình PPKH để phát triển năng lực
nhận thức kiến thức cho HS trong dạy học...................................26

Bảng 2.1.

Cấu trúc và nội dung phần Sinh thái học lớp 12 THPT hiện hành 28

Bảng 2.2.

Nội dung và yêu cầu cần đạt khi dạy học phần STH và Môi trường
30

Bảng 3.1.

Bảng khảo sát điểm trung bình trước thực nghiệm.......................67

Bảng 3.2.

Tần số điểm kiểm tra.....................................................................70

Bảng 3.3.

Bảng so sánh giá trị điểm trung bình trước và STN......................70

Bảng 3.4.

Bảng phân phối tần suất điểm các lần kiểm tra.............................71

Bảng 3.5.

Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra thực nghiệm............................72

Bảng 3.6.

Kiểm định

Bảng 3.7.

Phân tích phương sai điểm kiểm tra thực nghiệm.........................74

Bảng 3.8.

Tần số điểm kiểm tra sau thực nghiệm..........................................75

Bảng 3.9.

Bảng phân phối tần suất điểm các lần kiểm tra STN....................75

điểm kiểm tra thực nghiệm tác động.......................73

Bảng 3.10. Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra sau thực nghiệm..................... 76

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Quy trình nghiên cứu khoa học trong dạy học Sinh học...................17
Hình 3.1. Biểu đồ so sánh tần suất điểm kiểm tra khảo sát thực nghiệm.........71
Hình 3.2. Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra TNTĐ............................... 72
Hình 3.3. Biểu đồ so sánh tần suất điểm kiểm tra khảo sát STN......................76
Hình 3.4. Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra STN.................................. 77

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
* Xuất phát từ yêu cầu đổi mới giáo dục
Trong hệ thống giáo dục quốc dân thì giáo dục phổ thơng giữ vai trị hết
sức quan trọng, là nền móng cho sự phát triển việc học tiếp cũng như làm việc
trong cuộc sống của mỗi người sau này. Tuy nhiên, chương trình giáo dục hiện
nay cịn mang tính “hàn lâm” hay cịn được gọi là giáo dục “định hướng nội
dung”, chưa thực sự đáp ứng u cầu cơng nghiệp hóa hiện, hiện đại hóa trong
điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế.
Vì vậy, cần phải đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy học để phù hợp với sự
phát triển của xã hội hiện nay. Điều này được thể hiện trong Nghị quyết số 29 NQ/TW Hội nghị lần thứ tám Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XI trong
phần II đã đề ra mục tiêu đối với giáo dục: “phát triển giáo dục đào tạo là nâng
cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài. Chuyển mạnh quá trình giáo
dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm
chất người học. Học đi đôi với hành; lí luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà

trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội” [1].
Hiện nay, trong kỉ nguyên bùng nổ thông tin thì xu hướng dạy học cung
cấp nội dung cho người học trở nên lỗi thời. Vì vậy, phương pháp dạy học cần
phải đổi mới mạnh mẽ theo hướng hiện đại. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ,
khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kĩ
năng, phát triển năng lực.
Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển từ chương trình
giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học. Để đảm bảo
được điều đó, nhất định phải thực hiện thành công việc chuyển từ phương pháp
dạy học theo lối "truyền thụ một chiều" sang dạy cách học, cách vận dụng kiến
thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực và phẩm chất; đồng thời phải
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thông tin – ĐHTN




chuyển cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ sang kiểm
tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, coi trọng cả kiểm
tra đánh giá kết quả học tập với kiểm tra đánh giá trong quá trình học tập để có
thể tác động kịp thời nhằm nâng cao hiệu quả của các hoạt động dạy học và
giáo dục. Do đó, để thực hiện tốt nhiệm vụ, người GV phải chọn lựa phương
pháp dạy học thật phù hợp nhằm định hướng phát triển năng lực của người học.
*

Xuất phát từ ý nghĩa của phương pháp khoa học

SH là bộ môn khoa học thực nghiệm, khi sử dụng phương pháp dạy học
tích cực trong dạy học các bài SH là một biện pháp quan trọng nâng cao hiệu
quả dạy và học.
PPKH trong dạy học SH là phương pháp sử dụng con đường thực

nghiệm để chứng minh giả thuyết đã đề ra từ đó hình thành tri thức. Người học
từ những gì đã biết, sau đó đặt câu hỏi và đưa ra lời giải thích có thể. Khi sử
dụng PPKH, HS tự phát hiện vấn đề, tìm cách giải quyết vấn đề đó, bằng cách
tự mình khám phá vấn đề chính là HS tự tìm tịi, tự khám phá ra kiến thức từ đó
sẽ giúp việc nhận thức kiến thức một cách tự nhiên, khơng áp lực theo hướng
học thuộc, từ đó giúp nâng cao năng lực nhận thức SH của HS. Ở mức độ cao
nhất, PPKH giúp việc rèn luyện kỹ năng tự học, tự nghiên cứu, người học được
rèn luyện từ khâu lập giả thuyết, lên kế hoạch thực hiện, thu thập số liệu, xử lý
và viết báo cáo tổng kết. Do vậy người học được đặt vào vị trí người nghiên
cứu, tự khám phá tri thức và nâng cao kiến thức.
STH là phần cuối của chương trình SH lớp 12 với nhiều kiến thức thực
tiễn, liên quan tới cuộc sống hằng ngày. Phần STH với nội dung phong phú
chứa nhiều kiến thức khái niệm, kiến thức về mối quan hệ SH… và trong yêu
cầu nâng cao và phát triển năng lực của chương trình THPT mới, HS phải nắm
chắc các khái niệm cũng như trình bày được chúng. Với ưu điểm là HS tự mình
khám phá tri thức, tự mình tìm con đường khám phá tri thức thì PPKH phù hợp
để phát triển năng lực nhận thức SH trong học phần STH.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thông tin – ĐHTN




Tuy nhiên, hiện nay vấn đề phát triển PPKH để sử dụng trong quá trình
dạy học SH vẫn chưa được áp dụng phổ biến. Ở nhiều trường trung học phổ
thông (THPT), dạy học SH vẫn được tiến hành theo phương pháp thuyết giảng,
HS hết sức thụ động trong việc tiếp thu kiến thức. Nhằm giải quyết phần nào
vấn đề mâu thuẫn giữa tiềm năng to lớn của nội dung môn SH đối việc sử dụng
phương pháp dạy học mới nhằm nâng cao hiệu quả dạy và học.
Vì vậy, tơi lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Sử dụng phương pháp khoa học
để phát triển năng lực nhận thức kiến thức sinh thái học cho học sinh lớp 12

THPT”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lý luận của PPKH để từ đó đề xuất quy trình dạy học
theo PPKH.
Vận dụng quy trình PPKH trong dạy học để phát triển năng lực nhận
thức kiến thức Sinh thái học cho học sinh lớp 12 ở trường THPT.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận của PPKH trong dạy học sinh học làm cơ sở
lý thuyết của đề tài luận văn.
- Khảo sát thực trạng sử dụng PPKH ở một số trường THPT làm cơ sở
thực tiễn của đề tài.
-

Xây dựng nguyên tắc, qui trình, biện pháp sử dụng PPKH trong dạy

học STH (SH 12 - THPT).
- Thực nghiệm sư phạm để chứng minh giả thuyết của đề tài.
4.

Đối tượng và khách thể nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: PPKH trong dạy học STH (SH 12 - THPT).
- Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy học SH 12 - THPT.
5. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được và vận dụng quy trình PPKH vào dạy học phần STH lớp
12 ở trường THPT sẽ góp phần phát triển năng lực nhận thức kiến thức cho HS.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

6. Giới hạn nghiên cứu
Trong luận văn này chỉ tập trung sử dụng PPKH trong dạy học STH
(SH12 - THPT).
7. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Nghiên cứu các văn bản của Đảng và Nhà nước về những định hướng cơ
bản của việc đổi mới giáo dục trong giai đoạn hiện nay làm cơ sở lựa chọn đề tài.

Nghiên cứu các tài liệu về PPKH, về tâm lý học, giáo dục học để xác
định cơ sở khoa học của đề tài luận văn.
Nghiên cứu các tài liệu sách giáo khoa, tài liệu tham khảo về STH để xây
dựng quy trình PPKH và vận dụng quy trình đó trong dạy học STH.
- Phương pháp điều tra sư phạm
Điều tra thực trạng vận dụng PPKH trong dạy học ở trường THPT làm
cơ sở thực tiễn của đề tài luận văn.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Tổ chức thực nghiệm sư phạm (TNSP) có đối chứng tại trường THPT
Lục Ngạn 2 để kiểm chứng giả thuyết nghiên cứu khoa học của đề tài luận văn
(phương pháp thực nghiệm sư phạm được trình bày trong chương 3).
-Phương pháp thống kê tốn học
Kết quả thực nghiệm sư phạm đánh giá bằng điểm số các bài kiểm tra;
dùng thống kê toán học xử lý các số liệu với các các tham số đặc trưng từ đó
đưa ra các kết luận khoa học.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

Chương 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Cơ sở lí thuyết của phương pháp khoa học
1.1.1. Khái quát về phương pháp khoa học
SH là môn khoa học nghiên cứu về các sinh vật sống và tương tác với
nhau trong môi trường sống. Đây là một định nghĩa rất rộng bởi vì phạm vi SH
là rộng lớn. Các nhà SH có thể nghiên cứu bất cứ điều gì xung quanh họ. Hàng
ngày, có rất nhiều khía cạnh của SH được thảo luận mỗi ngày. Ví dụ như các
chủ đề tin tức gần đây bao gồm vi khuẩn Escherichiacoli bùng phát trong rau
Bina (rau cải chân vịt) và nhiễm khuẩn Salmonella trong bơ đậu phộng. Các nỗ
lực tìm kiếm phương pháp chữa bệnh viêm đường hô hấp do virut SARS-CoV2, bệnh AIDS, bệnh Alzheimer và Ung thư, giải quyết các vấn đề môi trường và
giảm tác động của biến đổi khí hậu. Tất cả những nỗ lực này có liên quan đến
các khía cạnh khác nhau của bộ mơn SH. Có thể nói hoạt động khoa học là các
hoạt động có chủ đích, có hệ thống nhằm đạt đến sự hiểu biết khách quan về
các sự vật, hiện tượng, phát hiện các quy luật hoặc sáng tạo các phương pháp,
phương tiện kĩ thuật mới để ứng dụng trong thực tiễn.
Khoa học (trong tiếng latinh, có nghĩa là kiến thức của người hồi giáo)
có thể được định nghĩa là kiến thức bao hàm sự thật chung hoặc hoạt động của
các luật chung, đặc biệt là khi được tiếp thu và kiểm tra bằng PPKH. Rõ ràng từ
định nghĩa này cho thấy việc áp dụng PPKH đóng vai trị chính trong nghiên
cứu khoa học. Bản chất của khoa học là phát hiện ra cái bản chất, cái quy luật
của thực tại, qua việc phát hiện vấn đề cần làm sáng tỏ, nêu giả thuyết và chứng
minh giả thuyết và xây dựng các phán đoán khoa học.
PPKH là phương pháp nghiên cứu với các bước xác định bao gồm các thí
nghiệm và quan sát cẩn thận. PPKH là một quá trình các nhà khoa học phải
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

tuân theo khi tiến hành hoạt động nghiên cứu. Trong nghiên cứu khoa học,
PPKH góp phần quyết định thành cơng của quá trình nghiên cứu.
Nghiên cứu khoa học phải thật khách quan hết mức có thể nhằm giảm
thiểu những diễn giải thiên vị về kết quả. Một điều nữa là các phương pháp
luận và dữ liệu nghiên cứu nên được lập thành tài liệu, lưu trữ và chia sẻ để các
nhà nghiên cứu khác có thể xem xét, tạo điều kiện để xác minh kết quả.
Các nhà SH nghiên cứu thế giới sống bằng cách đặt câu hỏi về nó và tìm
kiếm các câu trả lời dựa trên khoa học. Cách tiếp cận này cũng phổ biến đối với
các ngành khoa học khác và thường được gọi là PPKH. PPKH đã được sử dụng
ngay cả trong thời cổ đại, nhưng lần đầu tiên nó được ghi nhận bởi Francis
Bacon (Francis Bacon, là một nhà triết học, chính khách và tiểu luận người
Anh, Bacon được phong tước hiệp sĩ năm 1603). Ông được biết đến là một
nhân vật quan trọng của cách mạng khoa học và được xem là cha của chủ nghĩa
duy nghiệm và PPKH), người đã thiết lập các phương pháp quy nạp cho yêu
cầu khoa học. PPKH không chỉ được sử dụng bởi các nhà SH mà có thể được
áp dụng cho hầu hết các lĩnh vực nghiên cứu như một phương pháp giải quyết
vấn đề hợp lý [27].
1.1.2. Trình tự logic của phương pháp khoa học
Những ngành khoa học khác nhau cũng có thể có những PPKH khác
nhau. Ngành khoa học tự nhiên như vật lý, hoá học, nông nghiệp sử dụng
PPKH thực nghiệm, như tiến hành bố trí thí nghiệm để thu thập số liệu, để giải
thích và kết luận. Cịn ngành khoa học xã hội như nhân chủng học, kinh tế, lịch
sử… sử dụng PPKH thu thập thông tin từ sự quan sát, phỏng vấn hay điều tra.
Tuy nhiên, PPKH có những bước chung như: Quan sát sự vật hay hiện tượng,
đặt vấn đề và lập giả thuyết, thu thập số liệu và dựa trên số lịệu để rút ra kết
luận [18].
Theo Phạm Xuân Quế và Nguyễn Văn Nghiệp, có rất nhiều cách để mơ
tả quy trình PPKH, tuy nhiên tóm tắt lại thì Quy trình phương pháp khoa học có
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

những 5 giai đoạn cơ bản dưới đây: Quan sát, nêu câu hỏi khoa học; Nghiên
cứu tổng quan, chính xác lại nội hàm câu hỏi khoa học; Xây dựng giả thuyết;
Kiểm chứng giả thuyết bằng thực nghiệm; Công bố và bảo vệ kết quả [14].
Từ trên có thể tóm lược lại trình tự của PPKH cơ bản gồm những bước sau:

*

Quá trình khoa học thường bắt đầu bằng một quan sát (thường là

một vấn đề cần giải quyết) dẫn đến một câu hỏi.
- Bản chất của “Quan sát”
Trước đây, con người dựa vào niềm tin để giải thích những gì thấy được
xảy ra trong thế giới xung quanh mà không có kiểm chứng hay thực nghiệm để
chứng minh tính vững chắc của những quan niệm, tư tưởng, học thuyết mà họ
đưa ra. Ngồi ra, con người cũng khơng sử dụng PPKH để có câu trả lời cho
câu hỏi. Ngày nay, chúng ta không ngừng quan sát, theo dõi sự vật, hiện tượng,
quy luật của sự vận động, mối quan hệ, … trong thế giới xung quanh và dựa
vào kiến thức, kinh nghiệm hay các nghiên cứu có trước để khám phá, tìm ra
kiến thức mới, giải thích các quy luật vận động, mối quan hệ giữa các sự vật
một cách khoa học. Quan sát để cảm nhận sự kiện (tự xảy ra hoặc do chủ động
bố trí) là bước đầu tiên để nhận ra vấn đề cần giải quyết [18].
- Bản chất của “Đặt câu hỏi”
Bản chất của quan sát thường đặt ra những câu hỏi, từ đó đặt ra “vấn đề”
cần làm sáng tỏ, đối với HS là “vấn đề” cần phải giải quyết để hình thành nên
tri thức mà người dạy mong muốn truyền thụ. Câu hỏi đặt ra phải đơn giản, cụ
thể, rõ ràng (xác định giới hạn, phạm vi nghiên cứu) và làm sao có thể thực
hiện thí nghiệm để kiểm chứng, trả lời.

Cách đặt câu hỏi thường bắt đầu như sau: Làm thế nào, bao nhiêu, xảy ra ở
đâu, nơi nào, khi nào, ai, tại sao, cái gì…? Đặt câu hỏi hay đặt “vấn đề” là cơ sở
giúp chọn chủ đề thích hợp cũng như đưa ra phương hướng giải quyết trả lời câu
hỏi hay vấn đề đã đề xuất. Sau khi chọn chủ đề hoặc câu hỏi thích hợp nhất, một
cơng việc rất quan trọng trong PPKH là thu thập tài liệu tham khảo (tùy theo loại
nghiên cứu mà có phương pháp thu thập thơng tin khác nhau)[18].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




- Quan sát dẫn đến hình thành câu hỏi khoa học
Trong khám phá khoa học thì khởi đầu của quá trình bắt đầu từ việc con
người quan sát thế giới tự nhiên, phát hiện ra những vấn đề thắc mắc chưa giải
thích được và tìm cách giải thích một cách khoa học những vấn đề đó. Các vấn
đề thắc mắc này được nêu ra dưới dạng câu hỏi khoa học.
Trong khoa học, việc đặt câu hỏi mà không thể trả lời sẽ có rất ít giá trị.
Do đó các giả thuyết phải tìm cách được kiểm chứng. Tuy nhiên, trong thực tế
khơng phải giả thuyết nào cũng có thể kiểm chứng, vì thế một giả thuyết cụ thể
khơng khơng được kiểm chứng khơng có nghĩa là nó khơng đúng .
Ví dụ, câu hỏi là: “làm thế nào để dơi điều hướng vào ban đêm?" để trả
lời câu hỏi này, sẽ không thể đưa ra giả thuyết rằng dơi sử dụng sóng âm “để
điều hướng”. Vì khơng thể kiểm tra điều này cho nên phải hỏi đúng câu hỏi để
có câu trả lời phù hợp với vấn đề đang kiểm tra. Khơng thể nghiên cứu cách dơi
bay vì thơng tin khơng liên quan đến câu hỏi, do đó câu hỏi đưa ra sao cho giả
thuyết có thể kiểm chứng và có liên quan tới vấn đề cần được sáng tỏ [20].
Trong ví dụ trên có thể đưa ra giả thiết như sau:
Giả thuyết 1: con dơi sử dụng mắt để điều hướng vào ban đêm.
Giả thuyết 2: con dơi dùng tai để điều hướng vào ban đêm
[20]. - Phát hiện chính xác “vấn đề”

Các “vấn đề” thường được hình thành trong các tình huống sau: Quá
trình đọc và thu thập tài liệu giúp phát hiện hoặc nhận ra các “vấn đề” và đặt ra
nhiều câu hỏi để phát triển “vấn đề” rộng hơn. Đơi khi chúng ta thấy một điều
gì đó chưa rõ trong những khâu trước và muốn chứng minh lại. Đây là tình
huống quan trọng nhất để xác định “vấn đề”. Trong các hội nghị chuyên đề, báo
cáo khoa học, kỹ thuật, … đơi khi có những bất đồng, tranh cãi và tranh luận
khoa học đã giúp cho các nhà khoa học nhận thấy được những mặt yếu, mặt
hạn chế của “vấn đề” tranh cãi và từ đó người nghiên cứu nhận định, phân tích
lại và chọn lọc rút ra “vấn đề” cần nghiên cứu. Trong mối quan hệ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN




giữa con người với con người, con người với tự nhiên, qua hoạt động thực tế
lao động sản xuất, yêu cầu kỹ thuật, mối quan hệ trong xã hội, cư xử… làm cho
con người khơng ngừng tìm tịi, sáng tạo ra những sản phẩm tốt hơn nhằm phục
vụ cho nhu cầu đời sống con người trong xã hội. Những hoạt động thực tế này
đã đặt ra các câu hỏi hay để phát hiện ra các “vấn đề” cần làm sáng rõ. “Vấn
đề” cũng được hình thành qua những thơng tin bức xúc, lời nói phàn nàn nghe
được qua các cuộc nói chuyện từ những người xung quanh mà chưa giải thích,
giải quyết được “vấn đề” nào đó. Các “vấn đề” hay các câu hỏi nghiên cứu chợt
xuất hiện trong suy nghĩ của các nhà khoa học, các nhà nghiên cứu qua tình cờ
quan sát các hiện tượng của tự nhiên, các hoạt động xảy ra trong xã hội hàng
ngày. Tính tị mị của khoa học về điều gì đó cũng đặt ra các câu hỏi hay “vấn
đề” nghiên cứu[18].
*

Đề xuất một giả thuyết

Giả thuyết là nhận định sơ bộ, là kết luận giả định của nghiên cứu. Xét
về bản chất logic, giả thuyết được đặt ra từ việc xem xét bản chất riêng, chung
của sự vật và mối quan hệ của chúng hay gọi là quá trình suy luận. Để giải
quyết vấn đề, một số giả thuyết có thể được đề xuất. Ví dụ: “Một giả thuyết có
thể là: con bọ ve bám trên bụng để hút máu con trâu. Nhưng có thể có những
câu trả lời khác cho câu hỏi, và do đó những giả thuyết khác có thể được đề
xuất. Giả thuyết thứ hai có thể là, con bọ ve đậu trên bụng con trâu để di
chuyển được những nơi xa xôi”.
Khi một giả thuyết đã được chọn, HS có thể đưa ra dự đốn. Một dự
đốn tương tự như một giả thuyết nhưng nó thường có định dạng: “nếu có…sau
đó...”. Ví dụ, dự đốn cho giả thuyết đầu tiên có thể là: “nếu con bọ ve hút máu
trâu thì con bọ sẽ có bụng no mọng và chứa thật nhiều máu”.
- Khái niệm “giả thuyết”
“Giả thuyết”, hoặc “giả thuyết khoa học”, hoặc đơn giản hơn, “giả thuyết
nghiên cứu” (Hypothesis) là gì?
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




Giả thuyết khoa học (Scientific hyphothesis), còn gọi là giả thuyết
nghiên cứu (Reseach hyphothesis), là một nhận định sơ bộ, một kết luận giả
định về bản chất sự vật, do người nghiên cứu đưa ra để chứng minh hoặc bác
bỏ. Như vậy, xét trong cấu trúc logic của nghiên cứu, thì giả thuyết nằm
ở vị trí luận đề. Để nghiên cứu hoặc bác bỏ giả thuyết cần phải có các luận cứ
và luận chứng [9].
Mối quan hệ giữa giả thuyết và “vấn đề” khoa học. Sau khi xác định câu
hỏi hay “vấn đề” tiếp đó cần hình thành ý tưởng khoa học, tìm ra câu trả lời
hoặc sự giải thích tới vấn đề chưa biết (đặt giả thuyết). Ý tưởng khoa học này
cịn gọi là sự tiên đốn khoa học hay giả thuyết giúp cho người muốn khám phá

vấn đề có động cơ, hướng đi đúng hay tiếp cận tới mục tiêu cần khám phá. Trên
cơ sở những quan sát bước đầu, những tình huống đặt ra (câu hỏi hay vấn đề),
những cơ sở lý thuyết (tham khảo tài liệu, kiến thức đã có…), sự tiên đốn và
những dự kiến tiến hành thực nghiệm sẽ giúp thành một cơ sở lý luận khoa học
để xây dựng giả thuyết khoa học.
Xây dựng giả thuyết là từ câu hỏi khoa học đã được chính xác, người
nghiên cứu đưa ra câu trả lời mang tích chất giả thuyết (dự đốn). Giả thuyết là
một nhận định sơ bộ, một kết luận giả định về bản chất một sự vật, do người
nghiên cứu đặt ra để chứng minh hoặc bác bỏ. Giả thuyết đưa ra có thể đúng
hoặc sai.
- Cách đặt giả thuyết
Cách đặt giả thuyết, điều quan trọng trong cách đặt giả thuyết là phải đặt
như thế nào để có thể thực hiện thực nghiệm kiểm chứng “đúng” hay “sai” giả
thuyết đó. Vì vậy, trong việc xây dựng một giả thuyết cần trả lời các câu hỏi
sau [18]:
- Giả thuyết này có thể tiến hành thực nghiệm được không?
- Các biến hay các yếu tố nào cần được nghiên cứu?
-

Phương pháp thực nghiệm nào (trong phòng, khảo sát, điều tra, bảng

câu hỏi, phỏng vấn, tìm hiểu lý thuyết…) được sử dụng trong quá trình?
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN




- Các chỉ tiêu nào cần hướng tới trong suốt thực nghiệm?
- Phương pháp xử lý số liệu nào dùng để bác bỏ hay chấp nhận giả thuyết?
Tóm lại, giả thuyết đặt ra dựa trên sự quan sát, kiến thức vốn có, các

nguyên lý, kinh nghiệm trước đây hoặc dựa vào nguồn tài liệu tham khảo, kết
quả nghiên cứu tương tự trước đây để phát triển nguyên lý chung hay bằng
chứng để giải thích, chứng minh câu hỏi nghiên cứu. Xét về bản chất logic, giả
thuyết được đặt ra từ việc xem xét bản chất riêng, chung của sự vật và mối
quan hệ của chúng hay gọi là quá trình suy luận. Quá trình suy luận là cơ sở
hình thành giả thuyết khoa học.
* Chứng minh giả thuyết
Chứng minh giả thuyết khoa học là quá trình quan sát, quá trình là thí
nghiệm. Trên cơ sở các số liệu có được và suy luận nhằm kết luận giả thuyết
“sai” (nghĩa là bác bỏ giả thuyết hay chứng minh giả thuyết sai) hoặc kết luận
giả thuyết “đúng”. Chứng minh giả thuyết khoa học có hai cách, đó là: Quan sát
hay điều tra và làm thí nghiệm thực nghiệm.
Kiểm chứng giả thuyết bằng thực nghiệm: tính đúng hay sai của giả
thuyết được kiểm chứng thơng qua thực nghiệm, bằng các thí nghiệm kiểm sốt
được và nhân rộng. Trong nhiều trường hợp, khơng thể kiểm chứng trực tiếp
giả thuyết thì cần kiểm chứng hệ quả được suy ra từ giả thuyết. Ở giai đoạn này
cần tiến hành các bước: thiết kế phương án thực nghiệm; tiến hành thực
nghiệm; phân tích các dữ liệu thực nghiệm để đưa ra một nhận định, kết quả.
So sánh kết quả thực nghiệm này với giả thuyết: nếu kết quả phù hợp với giả
thuyết thì đi đến kết luận là giả thuyết đúng; nếu kết quả không phù hợp với giả
thuyết thì giả thuyết sai, khi đó cần điều chỉnh giả thuyết và tiếp tục tiến hành
thực nghiệm lại.
Để tiến hành một cách chính xác, thiết bị và phương pháp được sử dụng
phải đáng tin cậy. Các phương pháp phải được mô tả rõ ràng và đủ chi tiết để
cho phép các nhà khoa học khác tiến hành thực nghiệm lại. Nếu khơng thể đạt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

được kết quả tương tự bởi cùng một nhà khoa học hoặc các nhà khoa học khác,
thì thử nghiệm được coi là khơng đáng tin cậy. Ngồi ra, điều quan trọng là sự
thiên vị cá nhân không ảnh hưởng đến việc thu thập hoặc phân tích kết quả.
Khoa học là khách quan chứ không phải chủ quan. Kết quả phải được nêu rõ
ràng và phải tách biệt với mọi thảo luận về kết luận mà bạn có thể đưa ra về thử
nghiệm của mình. Trong khoa học, một lần thực nghiệm thường khơng đủ. Bởi
vì khơng thể chắc chắn rằng kết quả đó là chính xác, có thể là do sai sót trong
q trình thực hoặc ngẫu nhiên xảy ra trường hợp đặc biệt nào đó làm kết quả
giống với giả thuyết đề ra. Do đó, phải thực nghiệm nhiều lần tương tự, lặp lại
một số lần trong một khoảng thời gian và kết quả tổng hợp sau đó được đem
phân tích thống kê. Nếu số liệu thống kê cho thấy có ít hơn 5% xác suất rằng
các kết quả có thể xảy ra là kết quả của sự tình cờ (thường được gọi là có xác
suất p <0,05) thì kết quả được chấp nhận là có ý nghĩa.
Sự cần thiết phải kiểm sốt thử nghiệm. Rất khó, thậm chí là không thể,
để loại bỏ tất cả các yếu tố biến đổi có thể ảnh hưởng đến kết quả của một loạt
các thử nghiệm. Thời gian trong ngày, nhiệt độ, lượng ánh sáng, mùa và mức
độ tiếng ồn là những ví dụ về các yếu tố biến đổi như vậy. Cách để loại trừ khả
năng các yếu tố ngẫu nhiên ảnh hưởng đến kết quả là thiết lập một thử nghiệm
thứ hai, giống hệt nhau về mọi mặt, ngoại trừ yếu tố duy nhất được kiểm tra
(yếu tố này thường được gọi là biến). Đây được gọi là thử nghiệm được kiểm
sốt. Bởi vì các thí nghiệm được kiểm sốt cho phép chúng tôi kiểm tra một
yếu tố tại một thời điểm, chúng là phương tiện chính để kiểm tra các giả thuyết.
Ví dụ: “Dơi bịt mắt có bắt được số lượng cơn trùng như dơi bình thường
khơng?”. Từ đó “Xác định số lượng côn trùng bắt được bởi những con dơi
bình thường là một biện pháp kiểm sốt cần thiết. Có phải việc chặn tai của
dơi ngồi chặn thính giác, nó cịn can thiệp vào một số hành vi bắt côn trùng
khác của dơi?”[20]. Người ta đã chế tạo một thiết bị để đặt vào tai dơi tương tự
như thiết bị được sử dụng để chặn thính giác của họ, nhưng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thông tin – ĐHTN

cho phép âm thanh xuyên qua. Với thiết bị này trong tai, dơi bay hồn tồn tốt,
cho thấy rằng đó là mất thính giác, chứ khơng phải sự hiện diện của các thiết bị
trong tai, ngăn cản sự điều hướng [20].
* Công bố và bảo vệ kết quả
Kết luận xác nhận hay phủ nhận giả thuyết là việc làm bắt buộc. Có hai
hướng biện luận: Hoặc là kết quả thực nghiệm hoàn toàn lý tưởng như trong giả
thuyết. Hoặc là kết quả sẽ sai lệch nếu có sự tham gia của các biến đã giả định
là khơng có trong nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu được công bố trên các
phương tiện thông tin hay hội thảo khoa học theo quy định và sẽ được bảo vệ
khi có những ý kiến phản biện. Việc đưa ra kết luận hợp lệ phụ thuộc vào độ tin
cậy của kết quả và liệu chúng có được giải thích chính xác hay khơng.
1.1.3. Hạn chế của phương pháp khoa học
PPKH có những hạn chế. Nó chỉ có thể được áp dụng cho các giả thuyết
có thể được kiểm tra. Bất kỳ giả thuyết nào không thể kiểm chứng được đều
không thể được hỗ trợ hoặc bác bỏ bằng PPKH. Do đó, các giả thuyết như vậy
vẫn có thể giải thích. Ví dụ, chúng ta khơng thể sử dụng các thí nghiệm khoa
học để xác định liệu có sự sống sau khi chết hay khơng, bởi vì chúng ta khơng
thể thực hiện các thí nghiệm phù hợp. Ngồi ra, khoa học khơng thể đưa ra các
đánh giá giá trị hoặc đạo đức. Những đánh giá này thuộc về các lĩnh vực lịch
sử, triết học và đạo đức. Tuy nhiên, khoa học có thể cung cấp thơng tin có giá
trị mà mọi người có thể tính đến khi đưa ra những phán đốn này. Ví dụ, khoa
học có thể dự đốn hậu quả mơi trường của ơ nhiễm, hoặc hậu quả y tế của phá
thai, nhưng bản thân nó khơng thể tạo ra giá trị hoặc phán đoán đạo đức về một
trong hai [6].
1.1.4. Chuyển từ phương pháp khoa học sang tiến trình dạy học
*

Khái niệm về phương pháp

Thuật ngữ, “phương pháp” bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp là “methodos”.
Nghĩa là con đường, công cụ để nhận thức thế giới. Trong Triết học, phương
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




pháp được hiểu là “cách thức đề cập đến hiện thực, nghiên cứu các hiện tượng
của tự nhiên và của xã hội”.
Như vậy, nói đến phương pháp là nói đến cách thức, phương thức mà con
người đặt ra để thực hiện một mục đích, mục tiêu nào đó nhằm đem lại hiệu
quả cao trong cơng việc của mình.
*

Khái niệm về phương pháp dạy học

Hiện nay, có nhiều định nghĩa khác nhau về phương pháp dạy học. Theo
Nguyễn Ngọc Quang: “Phương pháp dạy học là cách thức làm việc của thầy và
trò trong sự phối hợp thống nhất và dưới sự chỉ đạo của thầy nhằm thực hiện tốt
các nhiệm vụ dạy học” (dẫn theo [7]).
Theo Iu.K.Babanxki: “Phương pháp dạy học là cách thức tương tác giữa
thầy và trò nhằm giải quyết các nhiệm vụ giáo dưỡng, giáo dục và phát triển
trong quá trình dạy học” (dẫn theo [7]).
Theo I.Ia.Lecne: “Phương pháp dạy học là một hệ thống những hành
động có mục đích của GV nhằm tổ chức hoạt động nhận thức và thực hành của
HS, đảm bảo cho HS lĩnh hội nội dung học vấn” (dẫn theo [7]).
Theo Trần Bá Hoành [10], “ Phương pháp dạy học là con đường tổ chức

quá trình nhận thức và thực hành của HS, đảm bảo cho HS lĩnh hội nội dung
học vấn”.
Theo Đinh Quang Báo và Nguyễn Đức Thành [2], “Phương pháp dạy
học là cách thức hoạt động của thầy tạo ra mối liên hệ qua lại với hoạt động của
trò để đạt được mục đích dạy học”.
Như vậy, mặc dù khơng có sự đồng nhất tuyệt đối, nhưng gần như hầu
hết các quan niệm trên đều hiểu phương pháp dạy học là cách thức tương tác
hay giao tiếp giữa thầy và trò để giải quyết các nhiệm vụ dạy học, giúp HS lĩnh
hội tri thức. Kế thừa các quan niệm trên, tôi cho rằng phương pháp là cách thức
mà GV đặt ra trong quá trình lên lớp giúp HS hiểu được kiến thức bài học và
qua đó hình thành kĩ năng, năng lực và thái độ cho HS.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




* Chuyển quy trình nghiên cứu khoa học thành tiến trình dạy học
Theo Nguyễn Phúc Chỉnh, khi xác định các phương pháp dạy học SH,
các tác giả phương tây (Anh, Mỹ) thường dùng khái niệm "phương pháp khoa
học" hoặc "phương pháp nghiên cứu sinh học" trong dạy học. Dù cách gọi tên
có khác nhau nhưng các nhà giáo dục đều thống nhất: cách dạy học này là một
trong những phương pháp dạy học đặc thù được đánh giá là có hiệu quả cao
trong dạy học hướng vào người học [6]. Như vậy thơng qua nhận định này có
thể thấy rằng dạy học theo PPKH hoặc dạy học dựa trên tiến trình nghiên cứu
khoa học thực chất là giống nhau. Tuy nhiên nhiều tác giả phương tây hay sử
dụng khái niệm “Phương pháp khoa học” (Scientific method) để diễn đạt thay
cho khái niệm “Nghiên cứu khoa học”.
Theo R. Bybee [26] cho rằng: “Dạy học theo quy trình PPKH là lối tiếp
cận dạy học mà qua đó, HS tương tác với mơi trường thực tế bằng cách khảo
sát các đối tượng và đưa ra lời giải đáp cho những thắc mắc bằng tranh luận

hay bảo vệ kết quả bằng các thí nghiệm”.
Định nghĩa khác về dạy học theo quy trình PPKH, là một phương pháp
tiếp cận trong việc tổ chức học tập có liên quan đến một q trình khám phá tự
nhiên hay thế giới vật chất bằng những câu hỏi, phát hiện mới và một thực
nghiệm trong việc tìm kiếm những hiểu biết mới [24].
Theo Alberta [19], dạy học theo quy trình PPKH là một q trình, trong
đó người dạy đóng vai trò định hướng cho người học chủ động việc học tập,
hình thành các câu hỏi đặt ra trong tư duy, mở rộng cơng việc nghiên cứu, tìm
kiếm; từ đó xây dựng nên những hiểu biết và tri thức mới. Những kiến thức này
giúp cho người học trả lời các câu hỏi, tìm kiếm các giải pháp để giải quyết các
vấn đề, chứng minh một định lí hay một quan điểm.
Tác giả Thái Duy Tuyên [16] nhận định: “Nhiều nhà khoa học cũng là
thầy giáo, ngược lại, thầy giáo nào cũng phải có tri thức khoa học, giữa khoa
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN