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

O Ụ V
TR

N

OT O
Ọ VN

N UYỄN T Ị

ỄM

ẰN

T

ẾT KẾ V SỬ ỤN
Ệ T ỐN
TẬP
P T TR ỂN NĂN LỰ K OA Ọ TỰ N ÊN
T EO T ẾP ẬN P SA
O Ọ S N TRUN
Ọ
Ơ SỞ

LUẬN N T ẾN SĨ K OA

N

Ọ

Ệ AN – 2021

O Ụ


O Ụ V
TR

N

Ọ VN

N UYỄN T Ị

T
P

ỄM

ẰN

ẾT KẾ V SỬ ỤN
Ệ T ỐN
TẬP
T TR ỂN NĂN LỰ K OA Ọ TỰ N ÊN

T EO T ẾP ẬN P SA

u

OT O

:L

O

Ọ S NH TRUN

uậ v P

ọ

Ọ

Người hướng dẫn khoa học:
1. P S.TS. a ự i
2. TS. Lê Danh Bình

N

Ệ AN – 2021

Ơ SỞ

ọ

M số: 9140111
LUẬN N T ẾN SĨ K OA

Ọ

O Ụ


i

L

AM OAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng 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 cơng bố trong bất kì cơng trình khoa học nào khác.
T

iả

N u ễ T ị iễ

ằ


ii

L

ẢM ƠN

Trong q trình hồn thành luận án, tơi 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 tơi trong q trình thực hiện và hồn thành luận án.
Tôi xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu, Phịng đào tạo Sau đại học, ngành Hóa
học - Viện Sƣ phạm Tự nhiên, bộ mơn 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 tơi hồn thành luận án này.
Tơi 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 tơi trong suốt q 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

Ữ V ẾT TẮT

STT

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 qt trong chƣơng trình giáo dục phổ thơng Úc
Hình 1.2. Phẩm chất và năng lực cốt lõi của HS theo chƣơng trình giáo dục phổ thơng 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 cơng 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 mơn 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 cơng cụ đánh giá năng lực KHTN
Hình 3.1a. Biểu đồ tổng hợp kết quả đánh giá năng lực KHTN theo từng TC ở vịng TNSP thăm dị
Hình 3.2a. Đồ thị lũy tích biểu diễn điểm bài kiểm tra vịng TNSP thăm dị
Hình 3.3a. Biểu đồ biểu diễn điểm bài kiểm tra vịng TNSP thăm dị
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 vịng TNSP 1
Hình 3.3b. Biểu đồ biểu diễn điểm bài kiểm tra vịng TNSP 1
Hình 3.1c. Tổng hợp kết quả đánh giá năng lực KHTN theo từng TC ở vịng TNSP 2
Hình 3.2c. Đồ thị lũy tích biểu diễn điểm bài kiểm tra vịng 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 vịng TNSP thăm dị - vịng TNSP 1
Hình 3.5. Biểu đồ so sánh sự tiến bộ của HS qua vịng 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 vịng TNSP thăm dị
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 vịng 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
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

i
ii
iii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG

iv

MỤC LỤC

vi

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài

1
1

2. Mục đích nghiên cứu
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu

2
3
3

4.1. Khách thể nghiên cứu

3

4.2. Đối tƣợng nghiên cứu
5. Phạm vi nghiên cứu

3
3

6. Giả thuyết khoa học
7. Phƣơng pháp nghiên cứu
7.1. Nhóm phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết

3
3
3

7.2. Nhóm phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn

7.2.1. Khảo sát thực trạng

4
4

7.2.2. Thực nghiệm sư phạm
7.2.3. Phương pháp chun gia
7.3. Phƣơng pháp xử lí thơng tin
8. Điểm mới của luận án

4
4
4
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
1.1.1. Trên thế giới
1.1.2. Ở Việt Nam
1.2. Định hƣớng đổi mới chƣơng trình giáo dục phổ thơng
1.2.1. Đổi mới chương trình giáo dục trung học cơ sở
1.2.2. Định hướng về đổi mới mục tiêu, nội dung giáo dục
1.2.3. Định hướng đổi mới phương pháp giáo dục nhằm hình thành và phát triển phẩm
chất, năng lực cho học sinh trung học cơ sở

6
6
8

11
11
12
13

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
1.3.2. Năng lực khoa học tự nhiên
1.3.3. Một số lí thuyết có bản làm cơ sở phát triển năng lực của học sinh

14
18
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
1.4.1. Vai trò của bài tập trong dạy học môn Khoa học tự nhiên
1.4.2. Các yêu cầu chung khi sử dụng bài tập trong dạy học

28
28
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 thơng 2018
1.5. Tổng quan về PISA
1.5.1. Tìm hiểu chung về chương trình đánh giá học sinh quốc tế PISA

30
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
1.6.3. Đối tượng khảo sát
1.6.4. Phương pháp khảo sát

1.6.5. Địa bàn khảo sát
1.6.6. Phân tích và đánh giá kết quả khảo sát
TIỂU KẾT CHƢƠNG 1
Chƣơng 2
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
2.1. Tìm hiểu cấu trúc chƣơng trình mơn Khoa học tự nhiên ở trƣờng trung học cơ sở theo
chƣơng trình giáo dục phổ thơng mới
2.1.1. Mục tiêu của chương trình giáo dục Khoa học tự nhiên ở trường trung học cơ sở
2.1.2. Cấu trúc nội dung chương trình giáo dục Khoa học tự nhiên ở trường trung học
cơ sở
2.2. Xây dựng khung năng lực khoa học tự nhiên theo tiếp cận PISA cho học sinh trung
học cơ sở
2.2.1. Cơ sở khoa học
2.2.2. Nguyên tắc
2.2.3. Quy trình

35
35
35
35
35
46
47

47
47
48
50
50

50
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

2.4.2. Sử dụng một số phương dạy học tích cực kết hợp bài tập phát triển năng lực khoa
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
học sinh trung học cơ sở
2.5.1. Cơ sở
2.5.2. Ngun tắc
2.5.3. Quy trình
2.5.4. Bộ cơng cụ đánh giá năng lực khoa học tự nhiên theo tiếp cận PISA cho học sinh
trung học cơ sở
TIỂU KẾT CHƢƠNG 2
Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích thực nghiệm
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm
3.3. Đối tƣợng thực nghiệm

87
90
93
93
94
95
95
116
117
117
117
117

3.3.1. Đối tượng thực nghiệm thăm dò
3.3.2. Đối tượng thực nghiệm vòng 1

3.3.3. Đối tượng thực nghiệm vịng 2
3.4. Nội dung và tiến trình thực nghiệm sƣ phạm
3.4.1. Chọn phương pháp thực nghiệm sư phạm
3.4.2. Trao đổi chuyên môn với giáo viên dạy thực nghiệm
3.4.3.Tiến hành thực nghiệm
3.5. Phƣơng pháp xử lí kết quả thực nghiệm sƣ phạm

117
117
118
118
118
119
120
120

3.5.1. Phân tích định tính
3.5.2. Phân tích định lượng
3.6. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm

120
121
123


ix

3.6.1. Kết quả thực nghiệm vòng thăm dò

123

3.6.2. Kết quả thực nghiệm vịng chính thức
TIỂU KẾT CHƢƠNG 3
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

127
142
142

1. Kết luận
1.1. Về cơ sở lí luận và thực tiễn

142
142

1.2. Từ cơ sở lí luận và thực tiễn của vấn đề nghiên cứu đã đƣa ra các đề xuất
1.3. Thực nghiệm sƣ phạm
2. Kiến nghị

142
142
143

CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO

144
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 thơng [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 thơng 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 trị quan trọng. Trong q
trình giảng dạy các học phần lí luận dạy học chúng tơi 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 mơn 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 mơn 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 trị chủ đạo trong việc giáo
dục HS tinh thần khách quan, tình u thiên nhiên, tơn 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 mơi
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 mơn
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 khơng 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 tơi chọn đề tài: “T iết kế v sử ụ
ệ
t ố
tru

i tậ
ọ

t triể ă
ự k
sở” làm luận án tiến sĩ.

a ọ tự

i

t e tiế

ậ P SA cho ọ si

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 thơng tổng thể 2018, chƣơng trình mơn
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
Q trình dạy học mơn 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 mơn
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 mơn 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 hố, 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 thơng 2018, chƣơng trình mơn 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 mơn Vật lí, Sinh học, Hóa học ở trƣờng
THCS hiện nay.
- Nghiên cứu chƣơng trình và SGK mơn 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 mơn 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 cơng nghệ thơng 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 thơng tin
Số liệu thống kê thu đƣợc trong quá trình khảo sát thực trạng và TNSP sẽ đƣợc
chúng tơi 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 thơng 2018, chƣơng trình mơn 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 mơ tả 3 mức độ biểu hiện theo mức độ nhận thức tăng dần (nhận biết/
phát hiện; mơ 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 mơ 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
Ọ TỰ N
1.1. Tổ

ÊN THEO T ẾP ẬN PISA

qua về vấ đề

i

O

T TR ỂN NĂN
Ọ SN

TRUN

LỰ K OA
Ọ

Ơ SỞ

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 mơn
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 u thích khoa học
[74]. Một cá nhân có NLKH là có khả năng mơ 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, mơi 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 khơng ai trong số họ có đƣợc bằng cấp ngồi
trƣờng trung học. Nhóm nhân viên này đã mơ 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 ngồi cơng 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 hồn tồn 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 cơng cụ học tập, cơng 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 tốn, 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 tốn trên cơ
sở cá nhân, có thể bồi dƣỡng năng lực cho HS. Khơng 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 liệu học tập môn KHTN. Một nghiên cứu
phát triển mơ hình học tập KHTN trên thực tế khu vực bảo tồn ở Đại học Bengkulu,
Indonesia [63] cũng đã đƣợc tiến hành. Các phƣơng pháp nghiên cứu đã đề cập đến các
giai đoạn là: (a) phân tích nhu cầu, (b) quan sát các khía cạnh sinh thái của khu bảo tồn
nhƣ một tài nguyên học tập, (c) thiết kế giảng dạy dựa trên khu vực bảo tồn cho HS trung

học. Các kết quả quan sát về các khía cạnh sinh thái cho thấy sự đa dạng của thực vật và
động vật, tại khu vực bảo tồn đã đủ nhƣ một nguồn tƣ liệu sống để học tập. Điều đó cũng
chứng tỏ để phát triển năng lực KHTN cần có sự trải nghiệm thực tế và đƣợc đánh giá
qua các bài tập có bối cảnh hoặc tình huống gắn với thực tiễn. Một nhóm GV tập sự khoa
học trung học ở Hoa Kỳ đƣợc khảo sát về các nguồn dữ liệu học tập KHTN, bao gồm
một cuộc phỏng vấn theo ngữ cảnh, quan sát giảng dạy và một cuộc phỏng vấn tiếp theo
[103]. Kết quả cho thấy những GV này có sẵn nhiều nguồn lực khác nhau, trong đó
nguồn lực bài tập hỗ trợ là đặc biệt quan trọng. Ngoài ra, một số tƣơng tác của các nguồn
lực trong bối cảnh GV tập sự đã dẫn đến sự phát triển của mơ hình mạng lƣới nguồn lực
để thể hiện các hệ thống bài tập khoa học có thể tƣơng tác trong bối cảnh thực tiễn nhằm
hỗ trợ một GV mới. Mơ hình này cho thấy hệ thống bài tập vẫn coi là nguồn lực quan
trọng trong dạy học khoa học.
Nhƣ vậy, dạy học phát triển năng lực KHTN là xu thế chung của nền giáo dục toàn
cầu đáp ứng yêu cầu phát triển của xã hội. Hệ thống bài tập khoa học có vai trị quan
trọng và hiệu quả trong quá trình rèn luyện, bồi dƣỡng năng lực KHTN cho HS. Việc
thiết kế bài tập phát triển và đánh giá năng lực KHTN là cần thiết và đƣợc nhiều cá nhân,
tổ chức giáo dục quan tâm trên thế giới quan tâm.
1.1.2. Ở Việt Nam
Từ thập niên 90 của thế kỉ trƣớc đến nay, hòa nhịp cùng với sự phát triển của nền
kinh tế đất nƣớc và sự hội nhập quốc tế, giáo dục nƣớc ta từng bƣớc chuyển từ dạy học
định hƣớng nội dung sang định hƣớng tiếp cận năng lực. Từ đó đến nay đã có nhiều cố
gắng, nỗ lực trong toàn hệ thống giáo dục từ đổi mới nội dung, phƣơng pháp dạy học và
giáo dục đến kiểm tra, đánh giá nhằm đạt mục tiêu phát triển phẩm chất và năng lực
ngƣời học.
Vào các năm 2013 - 2014, đã có một số nghiên cứu và hội thảo, hội nghị khoa học
đã diễn ra với mục đích bàn luận về xu hƣớng dạy học phát triển năng lực, đổi mới kiểm
tra, đánh giá năng lực HS ở Việt Nam [8], [9]. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2014) phát hành
bộ tài liệu nhằm cung cấp cho cán bộ quản lí giáo dục, GV trung học về nhận thức và kĩ

9

thuật biên soạn câu hỏi/bài tập để kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS theo định
hƣớng năng lực [10].
Từ năm 2014 đến nay, nhiều cơng trình nghiên cứu về dạy học phát triển năng lực
HS đƣợc công bố là cơ sở cho quá trình triển khai dạy học tiếp cận năng lực trong thực
tiễn nền giáo dục nƣớc ta. Bernd Meier, Nguyễn Văn Cƣờng giới thiệu công trình nghiên
cứu về các chủ đề cơ bản của lí luận dạy học hiện đại theo định hƣớng tiếp cận năng lực
ngƣời học trên cơ sở kinh nghiệm quốc tế [43]. Lê Đình Trung, Phan Thị Thanh Hội
cơng bố cơng trình nghiên cứu về quy trình, các biện pháp, phƣơng pháp, cách tổ chức
quá trình dạy học minh họa để hình thành phát triển các năng lực chung và năng lực
chun biệt cho từng mơn học. Nhóm tác giả Nguyễn Lăng Bình, Đỗ Hƣơng Trà cung
cấp một số phƣơng pháp và kĩ thuật dạy học tích cực, đồng thời giới thiệu chung về đánh
giá năng lực và một số công cụ đánh giá [20]. Từ những định hƣớng này, có thể triển
khai quá trình dạy học phát triển năng lực ở trƣờng phổ thông [53]. Các tài liệu này đều
cho thấy vấn đề về năng lực, phát triển năng lực, đánh giá năng lực đang đƣợc các nhà
nghiên cứu giáo dục Việt Nam quan tâm.
Để thực hiện có hiệu quả trong việc dạy học theo chƣơng trình mơn KHTN 2018, đã
có một số tác giả trong nƣớc cơng bố các nghiên cứu liên quan đến năng lực của HS
thông qua dạy học các môn học KHTN. Tác giả Đỗ Hƣơng Trà và các cộng sự đã cung
cấp một số cơ sở lí luận về dạy học tích hợp theo định hƣớng phát triển năng lực và giới
thiệu một số chủ đề minh họa giúp cho GV có cơ sở để rèn luyện các kĩ năng khi tiến
hành dạy học môn KHTN theo chƣơng trình giáo dục phổ thơng 2018 [52]. Hà Thị Lan
Hƣơng đã đƣa ra bối cảnh để chứng minh vì sao cần phát triển năng lực nghiên cứu khoa
học của HS thông qua dạy học lĩnh vực KHTN ở THCS, cấu trúc năng lực nghiên cứu
khoa học và việc phát triển năng lực này cho HS thông qua dạy học lĩnh vực KHTN ở
THCS [39]. Nhóm tác giả Ngô Thị Ngọc Mai, Nguyễn Đức Dũng, Phạm Hữu Điển đã
xây dựng 4 dạng bài tập về Hóa học Hữu cơ để phát triển năng lực khoa học cho HS
trung học phổ thông (THPT) [42]. Các tác giả Cao Thị Thặng, Phạm Thị Kim Ngân đã
nghiên cứu và giới thiệu quy trình xây dựng bộ cơng cụ đánh giá năng lực tìm tịi nghiên

cứu khoa học của HS với một số ví dụ minh họa cụ thể [48]. Chu Văn Tiềm, Đào Thị
Việt Anh đã đề xuất các biểu hiện và thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn
đề của HS THCS trong dạy học môn KHTN [51]. Tác giả Nguyễn Văn Nghiệp đã vận
dụng tiến trình NCKH nhằm phát triển năng lực khoa học cho HS THCS thơng qua dạy
học bộ mơn Vật lí [45].
Bộ Giáo dục và Đào tạo năm 2018 công bố chƣơng trình mơn KHTN với mục tiêu
hình thành và phát triển năng lực KHTN cho HS THCS. Các tác giả đã đề xuất các thành
tố và các biểu hiện cụ thể của năng lực KHTN: Nhận thức KHTN; Tìm hiểu tự nhiên;
Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học, tuy nhiên chƣa có hƣớng dẫn cụ thể cũng nhƣ các


10

cơng cụ đánh giá [15]. Từ đó, một số nhà nghiên cứu giáo dục trong nƣớc đã công bố các
nghiên cứu về dạy học phát triển và đánh giá năng lực KHTN. Tác giả Đặng Thị Oanh
đã tổng hợp các vấn đề liên quan đến dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực HS,
cập nhật về đổi mới chƣơng trình giáo dục phổ thơng tổng thể, định hƣớng các phƣơng
pháp và kĩ thuật dạy học tích cực phù hợp với chƣơng trình 2018 với ví dụ cụ thể kèm
theo, các vấn đề liên quan đến kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS qua mơn Hóa
học ở trƣờng THCS [46]. Nguyễn Văn Biên đã giới thiệu tài liệu học tập nhằm phát triển
năng lực KHTN theo cấu trúc của các chuỗi hoạt động học tập phổ biến. Các tác giả đã
phân tích một số ví dụ để làm rõ khả năng phát triển năng lực KHTN trong từng hoạt
động tƣơng ứng. Tuy nhiên trong bài báo các tác giả chƣa đề cập đến cách thức đánh giá
sự phát triển năng lực KHTN của HS thông qua các chuỗi hoạt động nhƣ thế nào [19].
Tác giả Mai Sỹ Tuấn cùng nhóm nghiên cứu giới thiệu cuốn “Hƣớng dẫn dạy học mơn
KHTN theo chƣơng trình giáo dục phổ thơng mới” nhằm chuẩn bị cho GV dạy học môn
KHTN sẵn sàng triển khai chƣơng trình giáo dục phổ thơng 2018. Cuốn sách này cung
cấp cho ngƣời đọc nội dung liên quan đến chƣơng trình giáo dục phổ thơng 2018, hƣớng
dẫn thiết kế và thực hiện kế hoạch dạy học, vấn đề kiểm tra, đánh giá năng lực trong dạy
học KHTN ở cấp THCS làm cơ sở để GV thực hiện trong quá trình dạy học [56]. Năm

2020, Bộ Giáo dục và Đào tạo phát hành tài liệu hƣớng dẫn bồi dƣỡng GV phổ thông cốt
cán mô đun sử dụng phƣơng pháp dạy học và giáo dục phát triển phẩm chất, năng lực
môn KHTN. Tài liệu đã giới thiệu các xu hƣớng hiện đại về phƣơng pháp, kĩ thuật dạy
học và giáo dục nhằm phát triển phẩm chất, năng lực HS. Đồng thời các tác giả biên soạn
tài liệu đƣa ra một số kế hoạch bài dạy minh họa cho tiến trình dạy học các chủ đề mơn
KHTN theo hƣớng phát triển năng lực và phẩm chất của HS THCS. Mục tiêu của mô đun
là nhằm bồi dƣỡng, nâng cao năng lực lựa chọn và sử dụng phƣơng pháp, kĩ thuật dạy
học phát triển phẩm chất và năng lực của HS cho GV môn KHTN ở trƣờng THCS [17].
Việt Nam tham gia đánh giá chính thức từ chu kì PISA 2012 và tiếp tục tham gia ở
các chu kì sau. Độ tuổi đánh giá của PISA phù hợp với độ tuổi HS kết thúc bậc giáo dục
THCS ở Việt Nam. Đến nay đã có khá nhiều tài liệu, cơng trình, bài viết đƣợc công bố
nghiên cứu về vấn đề phát triển năng lực HS, các giải pháp phát triển và đánh giá năng
lực HS theo quan điểm PISA. Văn phòng PISA Việt Nam cũng đã xuất bản nhiều ấn
phẩm, tài liệu tập huấn liên quan đến PISA và các dạng câu hỏi của PISA. Trong đó, chỉ
ra cơ sở để áp dụng đánh giá PISA và ví dụ các câu hỏi ở từng lĩnh vực [7], [11], [12],
[13]. Các tác giả Nguyễn Thị Phƣơng Hoa [34], [35], [36], Lê Thị Mỹ Hà [31], Nguyễn
Thuý Hồng [38] đã giới thiệu về các nội dung của chƣơng trình đánh giá HS quốc tế
PISA, những thuận lợi và khó khăn, bài học kinh nghiệm của giáo dục Việt Nam khi
tham gia chƣơng trình. Các tác giả cũng đề cập đến điểm mạnh và hạn chế của PISA, bài
học thành công và thất bại rút ra qua PISA, phân tích kết quả đạt đƣợc của Việt Nam tại


11

PISA 2012 trong mối tƣơng quan với các nền giáo dục khu vực và thế giới từ đó rút ra
các bài học cho giáo dục phổ thông ở Việt Nam [35]. Các tác giả Bùi Anh Tuấn, Nguyễn
Minh Luân cũng đã đƣa ra xu hƣớng vận dụng đánh giá PISA vào việc đánh giá năng lực
toán học của HS [55]. Nguyễn Ngọc Tú cũng đã đƣa ra khái niệm, cấu trúc năng lực đồng
thời phân tích đề thi và cách đánh giá của PISA [54]. Nguyễn Thị Việt Nga đã xác định
cấu trúc năng lực khoa học cần hình thành cho HS, từ đó xây dựng bộ các tiêu chí đánh

giá năng lực khoa học và đề xuất quy trình xây dựng câu hỏi đánh giá năng lực khoa học
theo quan điểm PISA trong dạy học sinh học ở trƣờng THPT [44]. Tác giả Cao Cự Giác
giới thiệu bài tập đánh giá năng lực KHTN tiếp cận PISA qua một số cơng trình đã cơng
bố [26], [28].
Từ năm 2014 - 2019, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã tổ chức tập huấn vận dụng cách
đánh giá PISA vào đổi mới đánh giá giáo dục phổ thông cho các GV, cán bộ quản lí giáo
dục ở các trƣờng trung học trên khắp cả nƣớc. Qua đó GV, cán bộ quản lí đƣợc tìm hiểu
về qui trình đánh giá trên diện rộng theo chuẩn quốc tế PISA và cách vận dụng vào đánh
giá trong nhà trƣờng. Bên cạnh đó, các học viên đƣợc tập huấn qui trình xây dựng các bài
kiểm tra trong nhà trƣờng phổ thông dựa trên các kỹ thuật xây dựng các bài thi và các kỹ
thuật trả lời câu hỏi của PISA [16].
Qua nghiên cứu các cơng trình, tài liệu của các tác giả trong và ngoài nƣớc, cho
thấy các tác giả đề cập một số vấn đề liên quan đến dạy học phát triển năng lực nói chung
và năng lực KHTN nói riêng, phƣơng pháp và cơng cụ kiểm tra, đánh giá năng lực HS
trong quá trình dạy học, tuy nhiên chưa có cơng trình nào nghiên cứu về thiết kế và sử
dụng bài tập phát triển năng lực KHTN theo tiếp cận PISA cho HS THCS.
1.2. ị
ớ đổi ới
trì
i
ụ
ổt
1.2.1. Đổi mới chương trình giáo dục trung học cơ sở
Nƣớc ta đã trải qua 35 năm đổi mới với nhiều thành tựu trên các mặt kinh tế - xã hội
tuy nhiên nhƣng vẫn đang gặp nhiều thách thức nhƣ nạn đói nghèo, ơ nhiễm mơi trƣờng,
nguồn tài nguyên bị cạn kiệt, ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu, ... Để đáp ứng đƣợc yêu
cầu phát triển bền vững, nƣớc ta cũng nhƣ các nƣớc trên thế giới phải đổi mới để tạo ra
nguồn nhân lực có khả năng thích ứng trƣớc mọi biến động của thiên nhiên, xã hội, điều
này đã thành nhu cầu cấp thiết có tính tồn cầu. Nhận thức đƣợc vấn đề trên, Nghị
quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 của Hội nghị lần thứ 8 Ban Chấp hành Trung ƣơng

Đảng (khoá XI) đã đề ra yêu cầu đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng
u cầu cơng nghiệp hố, hiện đại hoá trong điều kiện kinh tế thị trƣờng định hƣớng xã
hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế. Quốc hội đã ban hành Nghị quyết số 88/2014/QH13
về đổi mới chƣơng trình, SGK giáo dục phổ thơng, góp phần đổi mới căn bản, toàn diện
giáo dục và đào tạo. 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. Thực hiện


12

các Nghị quyết của Đảng, Quốc hội và Quyết định của Thủ tƣớng Chính phủ, chƣơng
trình giáo dục phổ thơng 2018 đƣợc xây dựng nhằm hình thành và phát triển cho HS các
phẩm chất (yêu nƣớc, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm) và hệ thống năng lực
cốt lõi gồm các năng lực chung (năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác,
năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo) và các năng lực đặc thù (năng lực ngơn ngữ, năng
lực tính tốn, năng lực khoa học, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mĩ,
năng lực thể chất). Chƣơng trình giáo dục cấp THCS thuộc giai đoạn giáo dục cơ bản
gồm các môn học và hoạt động giáo dục bắt buộc: Ngữ văn; Tốn; Ngoại ngữ 1; Giáo
dục cơng dân; Lịch sử và Địa lí; Khoa học tự nhiên; Công nghệ; Tin học; Giáo dục thể
chất; Nghệ thuật (Âm nhạc, Mĩ thuật); Hoạt động trải nghiệm, hƣớng nghiệp; Nội dung
giáo dục của địa phƣơng. Các môn học tự chọn: Tiếng dân tộc thiểu số, Ngoại ngữ 2 [14].
1.2.2. Định hướng về đổi mới mục tiêu, nội dung giáo dục
1.2.2.1. Đổi mới mục tiêu giáo dục
Đổi mới mục tiêu cơ bản chuyển từ nền giáo dục tập trung truyền thụ kiến thức, kĩ
năng sang phát triển phẩm chất và năng lực ngƣời học, đảm bảo hài hoà giữa “dạy chữ”,
“dạy ngƣời” và định hƣớng nghề nghiệp.
Mục tiêu của chƣơng trình giáo dục THCS: Nhằm giúp HS duy trì và nâng cao các
yêu cầu về phẩm chất, năng lực đã hình thành ở cấp tiểu học; tự điều chỉnh bản thân theo
các chuẩn mực chung của xã hội; hình thành năng lực tự học, hồn chỉnh tri thức phổ
thơng nền tảng để tiếp tục học lên THPT, học nghề hoặc bƣớc vào cuộc sống lao động.

Mục tiêu của chƣơng trình giáo dục phổ thơng 2018 đƣợc cụ thể hố bằng hệ thống
các phẩm chất, năng lực chung và năng lực đặc thù của từng cấp học, trong đó mỗi năng
lực đƣợc thể hiện thơng qua các tiêu chí, các biểu hiện cụ thể, đƣợc sắp xếp theo một
logic hợp lí.
1.2.2.2. Đổi mới nội dung giáo dục
Nội dung chƣơng trình giáo dục phổ thơng 2018 đảm bảo chuẩn hố, hiện đại hố,
hội nhập quốc tế, đảm bảo tính hồn chỉnh, linh hoạt, liên thơng thống nhất trong và giữa
các cấp học, tích hợp và phân hố hợp lí, có hiệu quả.
Nội dung giáo dục đƣợc thiết kế theo theo hƣớng tinh giản, hiện đại, thiết thực, phù
hợp với lứa tuổi và trình độ nhận thức của HS, tăng thực hành, vận dụng kiến thức vào
thực tiễn. Nội dung giáo dục đƣợc lựa chọn là những tri thức cơ bản, đảm bảo vừa hội
nhập quốc tế, vừa gắn với thực tiễn Việt Nam trong giai đoạn cơng nghiệp hố, hiện đại
hố, đề cao tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS.
Chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018 đƣợc xây dựng theo một chỉnh thể, nhất
quán từ lớp 1 đến lớp 12, từ cấp học đến các môn học và hoạt động trải nghiệm. Chƣơng
trình đƣợc thiết kế thành hai giai đoạn: Giai đoạn giáo dục cơ bản (gồm chƣơng trình cấp
tiểu học và chƣơng trình cấp THCS) và giai đoạn giáo dục định hƣớng nghề nghiệp


13

(chƣơng trình cấp THPT). Nội dung giáo dục đƣợc thiết kế theo hƣớng tăng cƣờng tích
hợp ở giai đoạn giáo dục cơ bản, phân hoá rõ dần từ cấp tiểu học đến cấp THCS và sâu
hơn ở cấp THPT.
1.2.3. Định hướng đổi mới phương pháp giáo dục nhằm hình thành và phát triển
phẩm chất, năng lực cho học sinh trung học cơ sở
Các môn học/hoạt động giáo dục trong nhà trƣờng áp dụng các phƣơng pháp tích
cực hố hoạt động của ngƣời học, trong đó GV đóng vai trị tổ chức, hƣớng dẫn hoạt
động cho HS, tạo môi trƣờng học tập thân thiện và những tình huống có vấn đề để
khuyến khích HS tích cực tham gia vào các hoạt động học tập, tự phát hiện năng lực,

nguyện vọng của bản thân, rèn luyện thói quen và khả năng tự học, phát huy tiềm năng và
những kiến thức, kĩ năng đã tích lũy đƣợc để phát triển.
Các hoạt động học tập của HS bao gồm hoạt động khám phá vấn đề, hoạt động
luyện tập và hoạt động thực hành, trải nghiệm, đƣợc thực hiện với sự hỗ trợ của thiết bị
dạy học, đồ dùng học tập và công cụ khác nhƣ công cụ tin học.
Các hoạt động học tập đƣợc tổ chức trong và ngồi khn viên nhà trƣờng thơng
qua một số hình thức chủ yếu sau: Học lí thuyết, giải bài tập, thí nghiệm, trị chơi, đóng
vai, dự án nghiên cứu, tham gia xêmina, tham quan, cắm trại, đọc sách, sinh hoạt tập thể,
hoạt động phục vụ cộng đồng.
Tùy theo mục tiêu cụ thể và tính chất của hoạt động, HS đƣợc tổ chức làm việc độc
lập, làm việc theo nhóm hoặc làm việc chung cả lớp. Tuy nhiên, dù làm việc độc lập, theo
nhóm hay theo đơn vị lớp, mỗi HS đều phải đƣợc tạo điều kiện để tự mình thực hiện
nhiệm vụ học tập và trải nghiệm thực tế [17].
1.2.4. Định hướng đổi mới phương pháp kiểm tra, đánh giá hoạt động học tập của học
sinh trung học cơ sở
Mục tiêu đánh giá kết quả giáo dục là cung cấp thơng tin chính xác, kịp thời, có giá
trị về mức độ đáp ứng yêu cầu cần đạt của chƣơng trình và sự tiến bộ của HS để hƣớng
dẫn hoạt động học tập, điều chỉnh các hoạt động dạy học, quản lí và phát triển chƣơng
trình, bảo đảm sự tiến bộ của từng HS và nâng cao chất lƣợng giáo dục.
Căn cứ đánh giá là các yêu cầu cần đạt về phẩm chất và năng lực đƣợc quy định
trong chƣơng trình tổng thể và chƣơng trình mơn học/hoạt động giáo dục. Phạm vi đánh
giá bao gồm toàn bộ các môn học/hoạt động giáo dục bắt buộc, môn học lựa chọn theo
định hƣớng nghề nghiệp, chuyên đề học tập và môn học tự chọn. Đối tƣợng đánh giá là
sản phẩm và quá trình học tập, rèn luyện của HS. Kết quả giáo dục đƣợc đánh giá bằng
các hình thức định tính và định lƣợng thơng qua đánh giá thƣờng xuyên, định kỳ ở cơ sở
giáo dục, các kỳ đánh giá trên diện rộng ở cấp quốc gia, cấp địa phƣơng và các kỳ đánh
giá quốc tế. Kết quả các môn học tự chọn đƣợc sử dụng cho đánh giá kết quả học tập
chung của HS trong từng năm học và trong cả quá trình học tập.

14

Đánh giá thƣờng xuyên do GV phụ trách môn học tổ chức, dựa trên kết quả đánh
giá của GV, của phụ huynh HS, của bản thân HS đƣợc đánh giá và của các HS khác trong
tổ, trong lớp. Đánh giá định kỳ do cơ sở giáo dục tổ chức để phục vụ cơng tác quản lí các
hoạt động dạy học, bảo đảm chất lƣợng ở cơ sở giáo dục và phục vụ cơng tác phát triển
chƣơng trình. đánh giá trên diện rộng ở cấp quốc gia, cấp địa phƣơng do tổ chức khảo thí
cấp quốc gia hoặc cấp tỉnh, thành phố trực thuộc trung ƣơng tổ chức để phục vụ cơng tác
quản lí các hoạt động dạy học, bảo đảm chất lƣợng đánh giá kết quả giáo dục ở cơ sở
giáo dục, phục vụ cơng tác phát triển chƣơng trình và nâng cao chất lƣợng giáo dục [14].
Kết hợp đánh giá thƣờng xuyên (đánh giá quá trình) và đánh giá định kì (đánh giá
tổng kết), đánh giá của GV và tự đánh giá, đánh giá đồng đẳng của HS. GV có thể sử
dụng kết hợp kiểm tra viết, quan sát và hỏi đáp, đánh giá thông qua sản phẩm để kiểm tra,
đánh giá HS. GV có thể thiết kế các cơng cụ phù hợp với từng tình huống, bối cảnh đánh
giá nhƣ phiếu quan sát, các thang đo, bảng kiểm, thẻ kiểm tra/phiếu kiểm tra, các phiếu
đánh giá tiêu chí, hồ sơ học tập, câu hỏi, bài tập, ... [18].
1.3. M t số vấ đề về ă
ự ,
t triể ă
ự ọ si
1.3.1. Năng lực
1.3.1.1. Khái niệm năng lực
Khái niệm năng lực có nguồn gốc tiếng latinh “competentia”, có nghĩa là gặp gỡ,
[41], trong tiếng Anh capability, ability, competence, capacity ... có thể xem nhƣ tƣơng
đồng với thuật ngữ “năng lực” trong tiếng Việt. Cho đến nay khái niệm “năng lực” đƣợc
sự quan tâm của nhiều nhà khoa học, nhà giáo dục trên toàn thế giới và đƣợc định nghĩa
theo nhiều cách khác nhau dựa vào các khía cạnh tiếp cận khác nhau.
Từ điển Tiếng Việt định nghĩa khái niệm năng lực với 2 lớp nghĩa: “- Khả năng,
điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó - Phẩm chất
tâm lí và sinh lí tạo cho con ngƣời khả năng hồn thành một loại hoạt động nào đó với

chất lƣợng cao” [47, tr. 660 - 661].
Theo Từ điển Bách khoa Việt Nam: Năng lực là đặc điểm của cá nhân thể hiện mức
độ thành thạo - tức là có thể thực hiện một cách thành thạo và chắc chắn một số dạng
hoạt động nào đó [57, tr.41].
Các nhà tâm lí học cho rằng năng lực là tổng hợp các đặc điểm, thuộc tính tâm lí
của cá nhân phù hợp với yêu cầu đặc trƣng của một hoạt động nhất định nhằm đảm bảo
cho hoạt động đó đạt hiệu quả cao.
Xavier Roegiers (1996) đã định nghĩa năng lực là một tích hợp những kĩ năng cho
phép nhận biết một tình huống và đáp ứng với tình huống đó một cách tích hợp và một
cách tự nhiên [58].
Theo Weitnert (2001): Năng lực là những khả năng và kĩ năng nhận thức vốn có ở
cá nhân hay có thể học đƣợc ... để giải quyết các tình huống có thể xảy ra trong cuộc