Phân tích chương trình giáo dục phổ thông môn Khoa học tự nhiên 2018

Kỷ yếu hội thảo khoa học 133 PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 2018 Nguyễn Thị Diễm Hằng, Cao Cự Giác Trường Đại học Vinh Tóm tắt: Chương trình giáo dục phổ thông 2018 xác định môn Khoa học tự nhiên (KHTN) là môn học có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển toàn diện của học sinh (HS), có vai trò nền tảng trong việc hình thành và phát triển thế giới quan khoa học của HS cấp trung học cơ sở (THCS). Bài viết này phân tích các điểm mới trong chương trình, phương pháp tổ chức các hoạt động dạy học cũng như kiểm tra, đánh giá nhằm giúp giáo viên (GV) chuẩn bị để thực hiện tốt nhiệm vụ dạy học các nội dung Hóa học thuộc môn KHTN trong giai đoạn sắp tới. 1. Đặt vấn đề Chương trình giáo dục phổ thông 2018 xây dựng môn KHTN là môn học bắt buộc nhằm hình thành và phát triển năng lực (NL) KHTN cho HS THCS. Môn KHTN đóng vai trò chủ đạo trong hình thành và phát triển thế giới quan khoa học, góp phần hoàn thiện kiến thức, kĩ năng, phẩm chất để HS tiếp tục học lên trung học phổ thông, học nghề hoặc tham gia vào cuộc sống lao động. Để dạy học môn KHTN đạt kết quả tốt, GV dạy học môn KHTN cần được bồi dưỡng về phương pháp dạy học (PPDH); bồi dưỡng kiến thức chuyên môn để hiểu sâu các khái niệm, nguyên lí, quy luật và nắm vững các ứng dụng kiến thức trong thực tiễn; phương pháp kiểm tra, đánh giá kết quả HS theo hướng phát triển phẩm chất, NL. 2. Quan điểm xây dựng chương trình giáo dục phổ thông môn Khoa học tự nhiên Môn KHTN được xây dựng và phát triển trên cơ sở tích hợp các mạch nội dung của khoa học vật lí, hóa học, sinh học và khoa học Trái Đất theo các nguyên lí của thế giới tự nhiên, là nền tảng để HS lựa chọn học các môn Vật lí, Hoá học và Sinh học ở cấp THPT. Đối tượng nghiên cứu của KHTN là các sự vật, hiện tượng, quá trình, các thuộc tính cơ bản về sự tồn tại, vận động của thế giới tự nhiên. Chương trình môn KHTN được xây dựng dựa trên sự kết hợp của 3 trục cơ bản là: Chủ đề khoa học - Các nguyên lí/ khái niệm chung của khoa học - Hình thành và phát triển năng lực. Trong đó, các nguyên lí/ khái niệm chung sẽ là vấn đề xuyên suốt, gắn kết các chủ đề khoa học của chương trình. Chủ đề khoa học chủ yếu của chương trình môn KHTN gồm: Chất và sự biến đổi của chất, vật sống, năng lượng, Trái Đất và bầu trời [1]. Trong quá trình dạy học môn KHTN, GV không đi sâu mô tả chi tiết từng đối tượng mà tập trung các quy luật, nguyên lí và vận dụng vào thực tiễn gần gũi trong đời sống. Trong nội dung hóa học các điểm mới của chương trình được thể hiện như sau: lựa chọn các khái niệm cơ bản/ cốt lõi đi vào bản chất hóa học; lựa chọn các nguyên tố hóa học, các chất có nhiều ứng dụng trong thực tiễn; tăng tính quy luật, chú trọng phát triển năng lực tư duy của HS, giảm bớt mô tả; tăng tính thực hành trải nghiệm; sử dụng thuật ngữ hóa học mới [2]. Ví dụ: Nghiên cứu nội dung kim loại, chương trình KHTN định hướng tập trung vào nghiên cứu các tính chất chung, quy luật chi phối các tính chất đó, ứng Kỷ yếu hội thảo khoa học134 dụng của các tính chất đó trong thực tiễn cuộc sống. Không nghiên cứu các nguyên tố đơn lẻ nhôm, sắt, ... như chương trình hóa học lớp 9 hiện hành. 3. Một số điểm mới trong chương trình giáo dục phổ thông môn Khoa học tự nhiên Nội dung khoa học các chủ đề về chất và sự biến đổi của chất trong chương trình giáo dục phổ thông mới không thay đổi nhiều so với chương trình hóa học THCS hiện hành. Sự khác biệt chủ yếu là cách sắp xếp lại các mạch nội dung hợp lí hơn, phù hợp với các nguyên lí phát triển của tự nhiên, giảm tải các kiến thức riêng lẻ, ít ứng dụng trong thực tiễn [4]. Sau đây chúng tôi phân tích các điểm mới trong các chủ đề thuộc lĩnh vực Hóa học trong chương trình môn KHTN. Các chủ đề về chất và sự biến đổi của chất được phân bố từ lớp 6 đến lớp 9 theo các mạch nội dung: Chất có ở xung quanh ta, cấu trúc của chất, chuyển hoá hoá học các chất. Sử dụng thuật ngữ hóa học theo danh pháp IUPAC trên cơ sở các nguyên tắc khoa học, thống nhất, hội nhập và thực tế. Lưu ý tên gọi của 13 nguyên tố thường gặp vàng, bạc, đồng, chì, sắt, nhôm, kẽm, lưu huỳnh, thiếc, nitơ, natri, kali và thủy ngân sử dụng tiếng Việt nhưng ghi chú thuật ngữ tiếng Anh trong ngoặc đơn, có thể sử dụng song song 2 hệ thống danh pháp nhưng tên các hợp chất của chúng phải được gọi theo cách gọi mới. Ví dụ: axit- acid, bazơ - base, oxit - oxide, hidroxit - hydroxide, clo - chlo- rine, iot - iodine, Zn - kẽm (zinc) nhưng ZnCl2 - zinc chloride ... Sử dụng khái niệm điều kiện cận chuẩn SATP (Standard Ambient Temperature and Pressure) để xác định các đại lượng liên quan đến chất khí thay cho khái niệm điều kiện tiêu chuẩn (Standard Temperature and Pressure - STP, p = 1,013 bar = 1atm , to = 0oC) như trước đây. Ở điều kiện SATP (p = 1 bar = 0,987 atm, to = 25oC), 1 mol của bất kỳ chất khí nào đều có thể tích 24,79 lít. Phân biệt được dung dịch, huyền phù, nhũ tương trong quá trình quan sát các hiện tượng thực tế. Bổ sung các khái niệm về năng lượng và tốc độ của phản ứng hóa học: phản ứng tỏa nhiệt, thu nhiệt, mức độ nhanh chậm, các yếu tố ảnh hưởng, xúc tác và các ứng dụng của chúng trong thực tế. Các nội dung về hóa học vỏ Trái đất và các vấn đề liên quan đến khai thác tài nguyên từ vỏ Trái đất như lợi ích kinh tế - xã hội, sự tiết kiệm và bảo vệ nguồn tài nguyên, sử dụng vật liệu tái chế ... Để tránh quá tải cho học sinh, chương trình môn KHTN đã được xây dựng theo hướng không tăng thời lượng dạy học, với số lượng tiết cả cấp học là 560 tiết, chiếm 12% tổng số tiết học tập của tất cả các môn học (ở mức trung bình khi so sánh với tỷ lệ từ 11% đến 14% ở các nước). Số tiết môn KHTN cả cấp ít hơn đôi chút so với chương trình trước đây (với tổng số 3 môn Vật lí, Hóa học và Sinh học là 595 tiết). Chương trình mới giảm nội dung trùng lặp giữa các môn học Vật lí, Hoá học và Sinh học. Ví dụ, nội dung protit, lipit, gluxit đã dạy trong kiến thức hoá học thì sẽ không cần dạy trong kiến thức sinh học nữa; khái niệm chất đã dạy trong nội dụng hoá học Kỷ yếu hội thảo khoa học 135 sẽ không cần dạy trong nội dung vật lí nữa; Chủ đề về năng lượng trước đây được dạy riêng trong từng môn, nay được tích hợp chung trong một chủ đề; Chủ đề nước trong tự nhiên trước đây được dạy cả ở Hoá học, Vật lí và Sinh học nay được dạy chung trong môn KHTN. 3. Phương pháp dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định hướng tiếp cận năng lực Môn KHTN là sự phát triển, tiếp nối môn Khoa học ở bậc học Tiểu học. Chương trình môn học KHTN xây dựng theo hình thức tích hợp với mức độ tích hợp liên môn, giữ các mạch nội dung gần với mạch kiến thức của Hóa học, Vật lí hay Sinh học. Theo chương trình giáo dục phổ thông mới, môn KHTN giữ vai trò chủ đạo trong hình thành và phát triển NL KHTN cho HS THCS. NL KHTN của HS THCS gồm 3 hợp phần: nhận thức kiến thức khoa học; tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên; vận dụng kiến thức vào thực tiễn, ứng xử với tự nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững xã hội và bảo vệ môi trường [1]. Trong suốt quá trình dạy học, GV cần phải sử dụng tổng hợp nhiều phương pháp, hình thức dạy học khác nhau, cải tiến các phương pháp truyền thống kết hợp PPDH tích cực để HS đạt được các NL trên. GV dạy học môn KHTN nên sử dụng linh hoạt các PPDH tích hợp, dạy học phân hoá, dạy học bằng dự án, dạy học bằng các bài tập tình huống thực tiễn đời sống, dạy học bằng tổ chức chuỗi hoạt động, thực hành thí nghiệm, hoạt động trải nghiệm trong môi trường tự nhiên, thực tiễn đời sống cá nhân và xã hội, tăng cường phối hợp hoạt động học tập cá nhân với học hợp tác nhóm nhỏ, lồng ghép giáo dục STEM vào các nội dung phù hợp. Ví dụ: dạy học Chủ đề Các thể của chất - KHTN lớp 6. Tổ chức dạy học theo chuỗi hoạt động: A. Hoạt động khởi động Quan sát ấm đang nấu nước tại gia đình, nêu vấn đề: - Hiện tượng gì xảy ra trong ấm nước ? - Khói bay ra ở vòi ấm nước là chất gì? Chất này được hình thành từ đâu? Kỷ yếu hội thảo khoa học136 B. Hoạt động hình thành kiến thức Hoạt động 1: Hoạt động nhóm Quan sát hình ảnh trên và hoàn thành phiếu học tập sau Hoạt động 2. Hoạt động cá nhân Quan sát hình ảnh và cho biết hiện tượng gì xảy ra trong từng hình ảnh? Hoạt động 3: Rút ra nhận xét. C. Hoạt động luyện tập: chia nhóm tiến hành thí nghiệm - Thực hiện thí nghiệm làm nóng chảy nến . - Thực hiện thí nghiệm nấu sôi nước - Thực hiện thí nghiệm thăng hoa iodine D. Hoạt động vận dụng và mở rộng Lồng ghép giáo dục STEM vào nội dung dạy học: Sản xuất nến thơm từ sáp ong Nước đá Nước lỏng Hơi nước Phiếu học tập số 1 Chất Trạng thái Có thể dễ dàng thay đổi hình dạng? Có thể sờ, nắm được không? Có thể nén được không? Nước đá Nước Hơi nước Kỷ yếu hội thảo khoa học 137 - Khoa học (S): Nến thông thường được làm từ parafin gồm các sản phẩm cuối của giai đoạn chế hóa dầu mỏ, khi cháy có mùi khét, nhiều khói gây hại cho môi trường và người sử dụng. Sáp ong có chứa các este của acid béo và những ancol mạch dài khác nhau, cháy hoàn toàn, có mùi thơm dễ chịu, không để lại khói và bụi. - Công nghệ (T): Dùng công nghệ truyền thống. Sử dụng nguyên vật liệu dễ tìm: sáp ong mật, nồi, bể ổn nhiệt, khuôn nến. - Kĩ thuật (E): Bản quy trình tạo ra nến thơm từ sáp ong. - Toán học (M): Định lượng khối lượng nến tinh chế từ sáp ong. Tính tỉ lệ % nến tinh chế: GV gợi ý bằng các câu hỏi định hướng: + Em biết gì về các loại nến thông dụng có trên thị trường hiện nay? Ưu điểm, hạn chế của mỗi loại nến. + Nến được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu nào? Ưu nhược điểm + Hiện nay tỉnh ta có nguồn nguyên liệu để sản xuất nến không? + Việc thu thập nguyên liệu sản xuất nến có khó khăn không? Giá thành như thế nào? + Em hiểu gì về quy trình sản xuất nến? Giáo viên chia lớp thành các nhóm (khoảng 10 HS/nhóm) tổ chức các hoạt động: Hoạt động 1: Xác định yêu cầu sản xuất nến từ sáp ong mật. Hoạt động 2: Nghiên cứu thành phần sáp ong mật và đề xuất quy trình làm nến từ sáp ong. Hoạt động 3: Trình bày, bảo vệ quy trình làm nến từ sáp ong của nhóm. Hoạt động 4: Thực hiện quy trình làm nến từ sáp ong. Hoạt động 5: Trưng bày, báo cáo sản phẩm của nhóm. Hoạt động 6: Giáo viên hướng dẫn HS thực hiện tự đánh giá, đánh giá đồng đẳng Hoạt động 7: Giáo viên so sánh, đánh giá kết quả các nhóm, tính hiệu quả của các nhóm. 4. Năng lực khoa học tự nhiên và kiểm tra, đánh giá năng lực khoa học tự nhiên Chương trình giáo dục phổ thông 2018 định hướng đánh giá kết quả học tập môn KHTN là đánh giá quá trình rèn luyện, học tập và các sản phẩm trong quá trình học tập của HS dựa trên các yêu cầu cần đạt về phẩm chất và năng lực. NL KHTN của HS THCS được xác định gồm 3 hợp phần: nhận thức kiến thức khoa học; tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên; vận dụng kiến thức vào thực tiễn, ứng xử với tự nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững xã hội và bảo vệ môi trường [1]. Hình thức đánh giá được sử dụng một cách linh hoạt, đa dạng bao gồm: đánh giá thông qua bài viết (bài tự luận, bài trắc nghiệm khách quan, bài tiểu luận, báo cáo, ...), đánh giá thông qua vấn đáp (câu hỏi vấn đáp, phỏng vấn, thuyết trình,...), đánh giá thông qua quan sát (sử dụng các công cụ như bảng quan sát, bảng kiểm, hồ sơ học tập, neán saùp on neá g n m % m = .100% m Kỷ yếu hội thảo khoa học138 ...). Kết hợp giữa đánh giá quá trình và đánh giá kết quả, đánh giá của GV và đánh giá đồng đẳng, tự đánh giá của HS. Như vậy trong quá trình dạy học, GV phải liên tục theo dõi quá trình học tập cũng như sự tiến bộ của HS để điều chỉnh quá trình dạy học cho phù hợp. Đề kiểm tra NL không chỉ kiểm tra các nội dung kiến thức HS lĩnh hội được mà cần đánh giá mức độ HS vận dụng các kiến thức vào giải quyết các tình huống thực tế hoặc giả định như thế nào, HS đạt đến mức độ nào của mục tiêu dạy học đề ra. Để thực hiện các vấn đề trên cần tập huấn, bồi dưỡng cho GV các kĩ năng kiểm tra, đánh giá theo tiếp cận NL như kĩ năng thiết kế và sử dụng các bảng kiểm quan sát, thiết kế đề kiểm tra NL,... và bên cạnh đó GV nên tìm hiểu cách xây dựng bài tập đánh giá NL KHTN theo tiếp cận PISA [3], [5]. Ví dụ, khi dạy học Chủ đề Các thể của chất - KHTN 6 có thể sử dụng bài tập thực tiễn sau đây để luyện tập và đánh giá kết quả học tập của HS: Bài tập: Mồ hôi Mồ hôi là một chất dịch lỏng với dung môi là nước, chất tan là các muối khoáng (chủ yếu là các muối cloride), acid lactic, urea và một số chất thơm hữu cơ do các tuyến mồ hôi nằm ở da của các động vật có vú tiết ra. Hiện tượng cơ thể bài tiết mồ hôi được gọi bằng một tên thông dụng là đổ mồ hôi hay ra mồ hôi, còn hiện tượng bài tiết mồ hôi ở cường độ cao do sốc hay do cơ thể nằm trong tình trạng nguy hiểm được gọi là vã mồ hôi hay toát mồ hôi. Ở người, việc đổ mồ hôi có chức năng chủ yếu là điều hòa thân nhiệt, một lượng nhỏ chất độc cũng được bài tiết ra khỏi cơ thể qua việc đổ mồ hôi. Lượng mồ hôi thoát ra tùy thuộc điều kiện bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm, gió...., theo tùy tạng người, tùy khả năng thích nghi của họ với cái nóng, tùy vào cường độ lao động, thời gian đổ mồ hôi, nguyên nhân gây thoát mồ hôi. a) Khi làm việc nặng hay hoạt động dưới thời tiết nắng nóng, cơ thể người xảy ra hiện tượng gì? b) Mồ hôi ở người và động vật có vú chứa những chất gì? c) Sau khi ra mồ hôi trên da, có quá trình chuyển trạng thái nào của nước nào xảy ra? Tại sao sau khi ra mồ hôi, cơ thể chúng ta cảm thấy mát? d) Tại sao khi bị sốt cao bệnh nhân có hiện tượng rét run nhưng tuyệt đối không được đắp chân, quấn kín cơ thể mà cần cởi bớt quần áo, lau nước ấm, cho bệnh nhân Kỷ yếu hội thảo khoa học 139 uống thuốc hạ sốt? e) Thông thường khi bị sốt cao bác sĩ thường khuyên bệnh nhân uống nước bù điện giải oresol có chứa các chất như natri cloride, natri citrate, kali cloride...., em hãy giải thích tại sao? f) Sau khi hoạt động thể lực mạnh hay đi ngoài thời tiết nắng nóng, chúng ta nên làm gì để tránh cơ thể bị mệt mỏi? 5. Kết luận KHTN là môn học hoàn toàn mới, được xây dựng trên cơ sở các môn Vật lý, Hóa học và Sinh học của chương trình hiện hành nhằm hình thành và phát triển NL KHTN cho HS THCS. Vấn đề tìm hiểu nội dung chương trình, trang bị kiến thức và kĩ năng, bồi dưỡng phương pháp dạy học cho GV dạy học môn KHTN ở THCS đáp ứng được các yêu cầu chương trình giáo dục phổ thông mới là hết sức cấp thiết. Những phân tích trên sẽ giúp cho GV có những chuẩn bị căn bản để thực hiện hiệu quả chương trình Giáo dục phổ thông môn KHTN thực hiện từ năm 2021. Tài liệu tham khảo [1] Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình giáo dục phổ thông - chương trình môn học Khoa học tự nhiên. [2] Bộ Giáo dục và Đào tạo (2019), Tài liệu tìm hiểu chương trình môn Khoa học tự nhiên. [3] Nguyễn Thị Diễm Hằng, Cao Cự Giác, Lê Danh Bình (2018), Thực trạng hiểu biết về năng lực khoa học tự nhiên của học sinh trung học cơ sở - Góc nhìn từ giáo viên, Tạp chí khoa học trường Đại học Vinh, tập 47/số 3B/ 2018, tr. 55-62. [4] Nguyễn Thị Diễm Hằng, Cao Cự Giác (2019), Một số biện pháp bồi dưỡng giáo viên dạy học môn Khoa học tự nhiên theo chương trình giáo dục phổ thông mới, Kỷ yếu Hội thảo khoa học quốc tế Phát triển chương trình, tổ chức đào tạo và bồi dưỡng thường xuyên giáo viên, cán bộ quản lý giáo dục theo hướng tiếp cận năng lực, Trường Đại học Vinh. [5] Cao Cự Giác (Chủ biên) (2017), Bài tập đánh giá năng lực khoa học tự nhiên theo tiếp cận PISA. Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội.