RÈN LUY N Kƾ NĔNG D Y H C THÍ NGHI M CHO SINH VIÊN SƯ PH M THUỘC KHỐI NGÀNH KHOA H C T NHIÊN TS. Tôn Quang Cường - ThS. Phạm Kim Chung Trường Đại học Giáo dục- Đại học Quốc gia Hà Nội 1.ăĐặtăvấnăđề Theo quan điểm xây dựng chương trình giáo dục phổ thông, ban hành kèm theo Quyết định số 16/2006/QĐ-BGDĐT ngày 05 tháng 05 năm 2006 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào t o, là coi trọng kiến thức về phương pháp nghiên cứu, chủ yếu là phương pháp thực nghi m. Trong đó thí nghi m vừa là phương ti n d y học, phương ti n tổ chức ho t động nhận thức của học sinh, vừa là phương ti n để học sinh nghiên cứu theo con đường của các nhà khoa học. Vi c rèn luy n và phát triển kĩ năng sử dụng thí nghi m trong d y học (bao gồm h thống kĩ năng sử dụng thí nghiệm và kỹ năng dạy học thí nghiệm) cho sinh viên sư ph m thuộc khối ngành khoa học tự nhiên có ý nghĩa rất quan trọng. Tuy nhiên, trên thực tế, vì nhiều lí do khách quan và chủ quan, vi c tổ chức d y học thí nghi m vẫn còn có nhiều mặt khá bất cập c về mặt lý luận cũng như thực tế triển khai trong công tác đào t o giáo viên d y các môn khoa học tự nhiên hi n nay ở các trường sư ph m. 1. Vaiătròăcủaăthíănghi mătrongăd yăh că Theo quan điểm của lí luận nhận thức, vi c áp dụng, triển khai các thí nghi m trong d y học có các vai trò quan trọng sau: - Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận và xử lý thông tin, hình thành kiến thức khoa học Thí nghi m được sử dụng để thu nhận những kiến thức đầu tiên hi n tượng tự nhiên, các dữ li u này t o điều ki n cho học sinh đưa ra những gi thuyết, thiết kế phương án và tiến hành thí nghi m kiểm tra gi thuyết, khái quát về tính chất, mối liên h phổ biến, có tính chất quy luật tự nhiên. Như vậy, thí nghi m là cơ sở phân tích hi n tượng tự nhiên và thông qua quá trình đó thiết lập nó một cách chủ quan để thu nhận tri thức khách quan. - Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của kiến thức đã thu được Mọi gi thuyết khoa học trong quá trình nghiên cứu đều cần được kiểm tra bằng thực nghi m (thí nghi m) trước khi qui về các quy luật tự nhiên. Thậm chí, đối với một số 1 kiến thức có thể đã được rút ra nhờ suy luận lôgic, cần tiến hành thí nghi m để kiểm chứng độ xác thực và tính đúng đắn của chúng. - Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn Trong vi c vận dụng các tri thức lý thuyết vào vi c thiết kế, chế t o các thiết bị kỹ thuật, thí nghi m được sử dụng với tư cách như mô hình, như một phương ti n t o cơ sở cho vi c vận dụng các tri thức đã thu được vào thực ti n. - Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức khoa học tự nhiên Vi c bồi dưỡng cho học sinh phương pháp nhận thức được dùng phổ biến trong nghiên cứu khoa học tự nhiên (phương pháp thực nghi m, phương pháp mô hình) là một nội dung của vi c hình thành những kiến thức các môn khoa học tự nhiên ở trường phổ thông. Theo quan điểm lý luận d y học hi n đ i, thí nghi m (d y học thí nghi m) vừa là mục đích d y học vừa là phương ti n để giúp người học chiếm lĩnh các kiến thức khoa học. Đặc bi t trong bối c nh hi n nay nhiều nước đã áp dụng mô hình “phòng thí nghi m khám phá” (Inquiry Lab), trong đó nhấn m nh đến h thống kỹ năng, cách thức làm thí nghi m (lập kế ho ch, thực hi n qui trình, đánh giá c i tiến) hơn là tính xác thực của kết qu thí nghi m, thay thế cho mô hình trước đây là “phòng thí nghi m trình bày” (Cookbook Lab). Theo mô hình này, có thể coi thí nghi m là: - Một bộ phận của các phương pháp nhận thức khoa học tự nhiên nên trong quá trình làm thí nghi m, học sinh sẽ được làm quen và vận dụng có ý thức các phương pháp nhận thức này. - Phương ti n để nâng cao chất lượng kiến thức và phát triển kỹ năng, kĩ x o của học sinh. - Phương ti n kích thích hứng thú học tập, tổ chức quá trình học tập tích cực, tự lực và sáng t o của học sinh, là phương ti n tổ chức các hình thức làm vi c tập thể khác nhau, bồi dưỡng các phẩm chất đ o đức của học sinh. - Phương ti n trực quan giúp học sinh nhanh chóng thu được những thông tin chân thực về các hi n tượng, quá trình tự nhiên. - Phương ti n giúp học sinh khám phá những điều mới mẻ thông qua vi c ứng dụng các kiến thức đã học. 2 Trong d y học ở bậc phổ thông, thí nghi m có thể được sử dụng ở tất c các giai đo n khác nhau của quá trình d y học trong các môn khoa học tự nhiên: đề xuất vấn đề cần nghiên cứu, hình thành kiến thức, kĩ năng mới, củng cố kiến thức, kĩ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh. Vì vậy vi c triển khai các giờ thực hành, thí nghi m trong nhà trường cần được nhìn nhận theo định hướng song hành: khoa học và sư ph m. 2. Th cătr ngăd yăh c thí nghi măhi nănay Qua kh o sát tìm hiểu thực ti n ở một số trường sư ph m về vi c rèn luy n kĩ năng sử dụng/d y học thí nghi m trong d y học ở trường phổ thông cho sinh viên sư ph m thuộc khối ngành khoa học tự nhiên, có thể rút ra một số điểm như sau: + Về nội dung: Chương trình tổ chức hướng vào các nội dung và từng bài thực hành thí nghi m cụ thể theo sách giáo khoa của môn học ở trường phổ thông. + Về tài liệu hướng dẫn học tập: Tài li u học tập của sinh viên chủ yếu là sách giáo khoa phổ thông và tài li u hướng dẫn thực hành (một số phần mềm, bài gi ng đi n tử do gi ng viên và sinh viên nghiên cứu lập trình cũng đã được đưa vào sử dụng). Tài li u hướng dẫn thực hành gồm các các nội dung: mục đích thí nghi m, giới thi u các dụng cụ thí nghi m, cách sử dụng dụng cụ, các bước tiến hành thí nghi m (nêu cụ thể từng bước), chỉ rõ cách đo và cách tính các đ i lượng cần đo. + Về hình thức tổ chức dạy học : Vi c tổ chức ho t động thực hành thí nghi m của các môn học khoa học tự nhiên ở các trường hi n nay thường thực hi n theo 3 bước: Bước 1. Chuẩn bị của sinh viên ở nhà: Yêu cầu sinh viên nghiên cứu tài li u hướng dẫn thực hành và SGK phổ thông và tr lời các câu hỏi theo yêu cầu. Bước 2 : Thực hành trong phòng thí nghi m, cán bộ hướng dẫn thực hành có thể kiểm tra phần chuẩn bị của sinh viên ở nhà, sau đó mới cho phép sinh viên lắp đặt thí nghi m, tiến hành thí nghi m, thu thập số li u (có thể có mẫu b ng số li u). Trong quá trình có thể có trao đổi giữa cán bộ hướng dẫn thực hành và sinh viên về phương án thí nghi m, mục đích sử dụng thí nghi m trong d y học... Cuối buổi thực hành có thể có ho t động yêu cầu sinh viên sử dụng thí nghi m d y thử một phần của một bài học ở trường phổ thông. 3 Bước 3. Viết báo cáo thí nghi m. Quá trình này sinh viên thực hi n ở nhà, xử lí số li u thực nghi m thu được từ quá trình thực hành trong phòng thí nghi m, viết báo cáo và thực hi n bài tập theo yêu cầu. + Về kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của sinh viên Vi c kiểm tra, đánh giá kết qu học tập của sinh viên trong học phần này ở các trường sư ph m thường di n ra theo hai hình thức: kiểm tra theo tiến trình (chủ yếu dựa trên báo cáo kết qu thí nghi m và tập gi ng một phần bài d y có sử dụng thí nghi m) và kiểm tra cuối kì (sinh viên so n giáo án và d y biểu di n một phần bài d y có sử dụng thí nghi m, mà chủ yếu thí nghi m được dùng như một ví dụ minh ho ). Tuy nhiên, cần nhìn nhận d y học thí nghi m (ở một góc độ nhất định) cũng chính là một quá trình d y học đặc thù (với đầy đủ các thành tố của nó). Quá trình d y học đặc thù này cũng yêu cầu ph i xác lập rõ những yếu tố đối tượng người học, mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương ti n và các hình thức, tiêu chí đánh giá. Quá trình này còn phức t p hơn ở chỗ: sinh viên không những ph i học cách làm thí nghiệm mà còn ph i học cách dạy học thí nghiệm. Thực tế d y học thí nghi m t i một số trường hi n nay cho thấy mục tiêu “d y cho sinh viên biết cách làm thí nghi m” đang chiếm ưu thế so với “d y cho sinh viên cách d y học thí nghi m”. Theo mô hình DACUM (Develop/Designing A Curriculum), thông qua vi c phân tích các ho t động d y học của giáo viên trong d y học với các thí nghi m, dựa vào các Chuẩn nghề nghi p giáo viên THPT, cần xây dựng h thống kĩ năng sử dụng/d y học thí nghi m cho sinh viên sư ph m đáp ứng được với yêu cầu của thực ti n. H thống kỹ năng này cần được rèn luy n, hình thành và phát triển đồng bộ theo 2 nhóm sau: Kỹănĕngăth căhànhăthíănghi m Kỹănĕngăd yăh căthíănghi m Lập kế ho ch sử dụng thiết bị thí nghi m Lập kế ho ch d y học thí nghi m Thực hi n các qui trình của thí nghi m Tổ chức thực hi n, qu n lý các qui trình triển khai thí nghi m Đánh giá kết qu thí nghi m: Đánh giá kết qu học tập của học sinh thông - Quan sát, ghi chép qua thí nghi m: - Nhận xét, đánh giá - - Viết báo cáo 4 Đánh giá kỹ năng quan sát của học sinh Đánh giá c i tiến thí nghi m - Đánh giá ý kiến, nhận xét của học sinh - Đánh giá kỹ năng viết báo cáo của học sinh Đánh giá c i tiến vi c d y học thí nghi m 3.ăĐềăxuấtăbi năphápărènăluy năkƿănĕngăd yăh căthíănghi m Đổi mới toàn diện về nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức, kiểm tra đánh giá kĩ năng sử dụng thí nghiệm trong dạy học + Về nội dung: Với vi c kh o sát một hi n tượng tự nhiên, cần thiết kế các thí nghi m sao cho nghiên cứu được nhiều nội dung nhất, có thể đo được nhiều đ i lượng và xây dựng được nhiều quy luật, định luật chi phối chúng, đồng thời kết qu thí nghi m có thể sử dụng d y học ở nhiều bài học khác nhau. Điều quan trọng hơn là cần giúp sinh viên đưa các thí nghi m đó vào d y học (lựa chọn hình thức tổ chức và phương pháp d y học, các công cụ và tiêu chí đánh giá). + Về hình thức tổ chức: Vi c thực hành thí nghi m vật lí ở phổ thông của sinh viên sư ph m thực chất là một quá trình thử nghi m ý tưởng thiết kế thí nghi m được sử dụng trong kế ho ch d y học. Nếu sinh viên không có ý tưởng trước đó thì vi c tiến hành thí nghi m sẽ không có ích trong vi c rèn luy n kĩ năng d y học thực nghi m mà chỉ rèn luy n được kĩ năng lắp ráp và vận hành thí nghi m. Để nâng cao hi u qu của ho t động thực hành thí nghi m, cần tổ chức theo hướng tăng cường sự sáng t o, tự học, tự nghiên cứu của sinh viên, chuyển dần từ kiểu phòng thí nghi m “tái t o, trình bày” (Cookbook Lab) sang mô hình phòng thí nghi m “tìm tòi, khám phá” (Inquiry Lab). + Về kiểm tra đánh giá: Cần tập trung vào đánh giá kh năng thực thi của sinh viên: áp dụng đánh giá thực (Authentic/performance Assessment). Cách đánh giá này cho phép lượng hoá, đánh giá đúng mức độ thành th o về kĩ năng sử dụng thí nghi m trong d y học. Có 2 công cụ đánh giá quan trọng: - Đánh giá thông qua các b ng mô t (Rubric) trong d y học thí nghi m, xác định các nhi m vụ cụ thể, các tiêu chí đánh giá, mô t tiêu chí đánh giá theo mức 5 một đ t được, để thực hi n đánh giá, cùng đánh giá và tự đánh giá (đ m b o các yếu tố: khác quan, chính xác và phân hoá). - Đánh giá vi c xây dựng hồ sơ bài d y với các thí nghi m Rất nhiều kĩ năng đòi hỏi khi giáo viên sử dụng thí nghi m trong d y học, đặc bi t là tích hợp vi c sử dụng thí nghi m trong quá trình d y học trong khi bối c nh lớp học vắng mặt chủ thể của quá trình d y học là học sinh nên vi c đánh giá kh năng thực thi trong d y học với các thí nghi m là khá phức t p. Vì vậy, để đánh giá chính xác cần kết hợp những phương pháp đánh giá khác (kiểm tra trắc nghi m khách quan và trắc nghi m tự luận, phỏng vấn, thực thi trong tình huống gi định, quan sát, phân tích tài li u và băng video v.v). Xây dựng bổ sung các thí nghiệm “kĩ thuật số” hỗ trợ dạy học trên lớp và tự học ngoài giờ lên lớp cho sinh viên Thực tế cho thấy cùng một thí nghi m có thể sử dụng rất khác nhau tuỳ thuộc vào mục tiêu là t o động cơ, kh o sát đối tượng nghiên cứu nhằm đề xuất gi thuyết, kiểm tra gi thuyết hay mô hình... Mặt khác, thời lượng của chương trình môn học cũng là một thách thức trong vi c giúp sinh viên làm quen đầy đủ với các thiết bị thí nghi m phổ biến được dùng ở trường phổ thông, t o điều ki n được d y thử với các thí nghi m theo yêu cầu của chương trình phổ thông. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghẹ thông tin và truyền thông hi n nay, có thể xây dựng các phần mềm hỗ trợ thực hành thí nghi m. Các phầm mềm này cần được thiết kế theo đặc thù từng môn học, theo kịch b n sư ph m và kịch b n công ngh chi tiết đáp ứng đúng mục tiêu và nội dung d y học thí nghi m. Về cơ b n, các phần mềm cần được thiết kế tuân thủ theo cấu trúc 4 thành tố sau (Four-Component Instruction Design4C/ID): - Nhiệm vụ học tập - Thông tin chính - Xử lý thông tin, số liệu - Bài tập thực hành Các phần mềm hỗ trợ d y học thí nghi m sẽ giúp sinh viên có cơ hội chuẩn bị trước khi đến lớp: làm quen với các dụng cụ thí nghi m, tìm hiểu quy trình thao tác tiến hành thí nghi m, tiến hành thử thí nghi m trên máy tính... Với các phần mềm mô phỏng (hoặc phần 6 mềm o) sinh viên có thể thực hi n thao tác thí nghi m lặp l i nhiều lần, tổ chức ho t động theo nhóm nhỏ, dự báo, đánh giá các kết qu thí nghi m, đồng thời hình thành các ý tưởng d y học với các thí nghi m này. Bước tiếp theo, trong quá trình tiến hành thí nghi m thật trong phòng thí nghi m sinh viên sẽ tiết ki m được nhiều thời gian và dành thời gian để tập trung tập gi ng, th o luận về phương pháp sử dụng thí nghi m trong d y học. 4.ăKếtăluận D y học thí nghi m đóng vai trò quan trọng trong chương trình đào t o cử nhân sư ph m các ngành khoa học tự nhiên. Vi c rèn luy n và phát triển kĩ năng sử dụng/d y học thí nghi m trong các trường đào t o giáo viên hi n nay nhiều mặt còn khá h n chế (về nhận thức và điều ki n cơ sở vật chất). H thống lí luận và phương pháp d y học thí nghi m còn được hiểu một cách chưa đầy đủ, nặng về d y cho sinh viên cách làm thí nghi m hơn là cách d y học thí nghi m, nặng về trình bày, biểu di n thí nghi m hơn là tìm tòi khám phá kiến thức thông qua thí nghi m v.v.. Để nâng cao chất lượng d y học thí nghi m cho sinh viên sư ph m các ngành khoa học tự nhiên cần xây dựng, cụ thể hoá h thống các kỹ năng d y học thí nghi m, áp dụng đồng bộ các gi i pháp đổi mới mục tiêu, nội dung, hình thức tổ chức, phương pháp triển khai và đánh giá kết qu học tập của sinh viên. Trong đó nhấn m nh vi c áp dụng mô hình phòng thí nghi m “khám phá sáng t o”. 7 Summary The article focuses on the development experimental teaching skills for teacher students in sciences secondary education. It briefly assessed main factors related to context of current situation in teaching experimental skills for pre-service teacher education. This paper also proposes some ideas of setting-up complex teaching experiment skills, applying supporting software, reconstructing the teachinglearning process whit using “Inquiry Lab” model. The educational implication of this study is the need for curriculum developer, methodists, educational administrators to increase their efforts at improving all factors in quest for teacher education effectiveness in term of development experimental teaching skills. TÀI LI U THAM KH O 1. Bộ Giáo dục và Đào t o (2006). Chương trình giáo dục phổ thông. NXB Giáo dục, Hà Nội.. 2. Eleonora Villegas-Reimers (2003). Teacher professional development: an international review of the literature. UNESSCO. Published by Internaional Institute for Edcucational Planning, Pari. 3. Dimitris Psillos, Hans Niedderer (2002).Teaching and learning in the science laboratory. Springer. 4. Nguy n Đức Thâm, Nguy n Ngọc Hưng, Ph m Xuân Quế (2003). Phương pháp d y học Vật lý ở trường phổ thông. NXB ĐHSP Hà Nội. 5. Paul Resta, Evgueni Khvilon, Mariana Patru (2002). Information and communication technology in teacher education. Division of Higher Education UNESCO. 6. Suzanne Wegener Soled (1995). Assessment, testing, and evaluation in teacher education NXB Greenwood Publishing Group. ISBN 1567501532, 9781567501537 8