Biên soạn hỏi đáp về chương trình môn khoa học tự nhiên

Trong thế giới tự nhiên, mọi sự vật và hiện tượng là một thể thống nhất. Việc chia ra các lĩnh vực khoa học (hay các môn học) là để nghiên cứu sâu sự vật và hiện tượng ở một khía cạnh nhất định. Khi giải quyết một vấn đề của tự nhiên thì không thể chỉ sử dụng kiến thức của một khoa học nào, mà cần kiến thức tổng hợp tích hợp từ nhiều lĩnh vực khác nhau. Tính thống nhất trong giáo dục Khoa học tự nhiên được thể hiện ở cả đối tượng, phương pháp nhận thức, những nguyên lí và khái niệm cơ bản.

Trên thế giới có nhiều nước dạy môn “Khoa học tự nhiên” (Science) ở cấp Trung học cơ sở (Anh, Thụy Sĩ, Xứ Wales, Australia, Niu Di-lan, Singapore, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, nhiều bang ở Mĩ... và nhiều nước khác) thay cho dạy học 3 môn học riêng rẽ là Vật lí, Hoá học và Sinh học. Nội dung kiến thức vật lí, hóa học, sinh học liên kết với nhau thông qua các nguyên lí và khái niệm chung của tự nhiên. Việc xây dựng môn Khoa học tự nhiên tránh được tình trạng trùng lặp kiến thức ở các môn học, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế một số chủ đề tích hợp như chủ đề về biến đổi khí hậu, sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên...

Ngoài ra, Khoa học tự nhiên là môn học tìm hiểu thế giới tự nhiên, phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước. Khoa học tự nhiên có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển toàn diện của học sinh, có vai trò nền tảng trong việc phát triển tư duy khoa học và kĩ năng thực hành, góp phần đáp ứng yêu cầu cung cấp nguồn nhân lực trẻ cho giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa của đất nước.

Khoa học tự nhiên là môn học được xây dựng và phát triển trên nền tảng các khoa học vật lí, hóa học, sinh học và khoa học Trái Đất. Đối tượng nghiên cứu của Khoa học tự nhiên là các sự vật, hiện tượng, quá trình, các thuộc tính cơ bản về sự tồn tại, vận động của thế giới tự nhiên. Trong môn Khoa học tự nhiên, những nguyên lí và khái niệm chung nhất của thế giới tự nhiên được tích hợp xuyên suốt các mạch nội dung. Trong quá trình dạy học, các mạch nội dung được tổ chức sao cho vừa tích hợp theo nguyên lí của tự nhiên, vừa đảm bảo logic bên trong của từng mạch nội dung.

Khoa học tự nhiên là môn học có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển toàn diện của học sinh, có vai trò nền tảng trong việc hình thành và phát triển thế giới quan khoa học của học sinh cấp trung học cơ sở. Cùng với các môn Toán học, Công nghệ và Tin học, môn Khoa học tự nhiên góp phần thúc đẩy giáo dục STEM – một trong những hướng giáo dục đang được quan tâm phát triển trên thế giới cũng như ở Việt Nam, góp phần đáp ứng yêu cầu cung cấp nguồn nhân lực trẻ cho giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa của đất nước. Môn Khoa học tự nhiên có điều kiện giáo dục những vấn đề toàn cầu như phát triển bền vững và sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên, biến đổi khí hậu, dân số, bảo vệ môi trường, an toàn, năng lượng, giới và bình đẳng giới, bảo vệ đa dạng sinh học,...

Môn Khoa học tự nhiên là môn học phát triển từ môn Khoa học ở lớp 4, 5 (cấp tiểu học), được dạy ở các lớp 6, 7, 8 và 9, tổng số 140 tiết/ năm học.

Trên cơ sở những định hướng chung của Chương trình tổng thể và đặc trưng của môn học, Chương trình môn Khoa học tự nhiên được xây dựng dựa trên các quan điểm sau:

• Quan điểm hình thành và phát triển phẩm chất và năng lực học sinh: Chương trình đảm bảo sự phát triển năng lực của người học qua các cấp và các lớp; tạo cơ sở cho học tập tiếp lên, học tập suốt đời; tạo thuận lợi cho việc chuyển đổi giữa các giai đoạn trong giáo dục.
• Quan điểm dạy học tích hợp: Khoa học tự nhiên là một lĩnh vực thống nhất bởi đối tượng, phương pháp nhận thức, những khái niệm và nguyên lí chung nên việc dạy học môn Khoa học tự nhiên cần tạo cho học sinh nhận thức được sự thống nhất đó. Mặt khác, định hướng phát triển năng lực, gắn với các tình huống thực tiễn cũng đòi hỏi tiếp cận quan điểm dạy học tích hợp. Nhiều nội dung giáo dục cần được lồng ghép vào giáo dục khoa học: tích hợp giáo dục khoa học với kĩ thuật, với giáo dục sức khoẻ, giáo dục bảo vệ môi trường, phát triển bền vững,...
• Quan điểm kế thừa và phát triển: Chương trình môn Khoa học tự nhiên bảo đảm kế thừa và phát triển những ưu điểm của chương trình các môn học đã có của Việt Nam tiếp thu kinh nghiệm của những nền giáo dục tiên tiến; bảo đảm kết nối chặt chẽ giữa các lớp học, cấp học với nhau và liên thông với chương trình của các môn học Vật lí, Hoá học, Sinh học ở cấp trung học phổ thông và chương trình giáo dục nghề nghiệp.
• Quan điểm giáo dục toàn diện: Chương trình môn Khoa học tự nhiên góp phần hình thành và phát triển phẩm chất và năng lực học sinh thông qua nội dung giáo dục với những kiến thức, kĩ năng cơ bản, thiết thực, thể hiện tính toàn diện, hiện đại và cập nhật.

Quan điểm kết hợp lí thuyết với thực hành và phù hợp với thực tiễn Việt Nam: Thông qua hoạt động thực hành trong phòng thực hành và trong thực tế, chương trình môn Khoa học tự nhiên giúp học sinh nắm vững lí thuyết, đồng thời có khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng khoa học tự nhiên vào thực tiễn đời sống. Môn Khoa học tự nhiên quan tâm tới những nội dung kiến thức gần gũi với cuộc sống hằng ngày của học sinh, tăng cường vận dụng kiến thức, kĩ năng khoa học vào các tình huống thực tế; góp phần phát triển ở học sinh khả năng thích ứng trong một thế giới biến đổi không ngừng. Chương trình môn Khoa học tự nhiên bảo đảm tính khả thi, phù hợp với các nguồn lực để thực hiện chương trình như giáo viên, thời lượng, cơ sở vật chất,...

Trên thế giới, môn Khoa học tự nhiên được gọi là môn Khoa học (Science) thay cho dạy học môn học riêng rẽ là Vật lí, Hoá học, Sinh học và Khoa học Trái Đất. Mỗi nước hoặc mỗi bộ sách có cách chọn các chủ đề tích hợp và cách tích hợp đặc trưng khác nhau, nhưng tựu chung đều thể hiện các kiến thức khoa học cơ bản của 3 lĩnh vực Vật lí, Hóa học và Sinh học với các chủ đề gần gũi, thiết thực với cuộc sống hiện tại và tương lai.

Ở Singapre, học sinh được học môn Khoa học (Science) từ lớp 1 đến lớp 6 ở tiểu học (primary school)và ở trung học cơ sở (lower secondary). Những bộ sách chiếm thị phần cao ở Singapore như  i-Science, My Pals are here ở cấp tiểu học và nối tiếpbộ sách này đến cấp trung học cơ sở là những bộ sách mang tên như Interactive Science, Science Matters, All about Science,… của các nhà xuất bản Panpac Education, Marshall Cavendish hay Pear- son Education,… Môn Khoa học của Singapore được tích hợp sâu ở tiểu học và trung học cơ sở qua 5 chủ đề: Đa dạng; Chu trình; Hệ thống; Tương tác và Năng lượng. Các chủ đề này gồm các nội dung khoa học cơ bản của 3 môn học Vật lí, Hóa học  và  Sinh  học  được  tích  hợp  ở mức  độ  sâu xuyên môn)  và  phân  hóa  thành các môn  học riêng rẽ: Vật lí, Hóa học, Sinh học ở trung học phổ thông (high school).

Ở Anh, một số cuốn sách giáo khoa như Check-point, Science Forcus, Science Success,… thường có các chủ đề về Vật lí, Hóa học và Sinh học để xen kẽ hoặc để riêng theo từng phân môn và có các chủ đề tích hợp liên môn.

Dạy học môn Khoa học tự nhiên có nhiều thuận lợi. Trước hết, chúng ta có thể tiếp thu kinh nghiệm từ nhiều nước dạy học môn Khoa học tự nhiên. Hơn nữa, dạy học tích hợp không phải là vấn đề xa lạ trong giáo dục phổ thông nước ta, một số giáo viên đã được tập huấn và dạy học một số chủ đề tích hợp trong chương trình hiện hành. Nội dung giáo dục và phương án tích hợp trong chương trình môn Khoa học tự nhiên về cơ bản không làm thay đổi lớn số lượng giáo viên hiện hành.

Tuy nhiên, chúng ta còn chưa có kinh nghiệm, biên soạn sách giáo khoa và hướng dẫn dạy học môn Khoa học tự nhiên (đặc biệt là phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá). Để khắc phục hạn chế đó, chương trình môn học đã được biên soạn theo yêu cầu phù hợp với tình hình thực tế Việt Nam, có học hỏi và vận dụng kinh nghiệm dạy học quốc tế.

Khó khăn trong dạy học môn Khoa học tự nhiên là đội ngũ giáo viên được đào tạo và đã quen với cách dạy riêng rẽ từng môn học và phương pháp dạy chủ yếu theo tiếp cận nội dung. Nhìn chung cơ sở vật chất của nhiều nhà trường phổ thông còn hạn chế, hạn chế trong đổi mới phương pháp dạy học. Hình thức quản lí nhà trường, hoạt động chuyên môn của giáo viên cũng đã quen với quản lí tách biệt 3 môn Vật Lí, Hóa học, Sinh học. Do vậy, cần tập trung thay đổi nhận thức của giáo viên, cán bộ quản lí về ý nghĩa của dạy học môn Khoa học tự nhiên, vận dụng một số kĩ thuật và phương pháp dạy học để bảo đảm yêu cầu của dạy học môn Khoa học tự nhiên.

Đầu tiên, cần thiết kế chương trình với nội dung và phương pháp dạy học tích hợp phù hợp với khả năng dạy học của giáo viên. Nội dung các môn học Khoa học tự nhiên được thiết kế theo từng mạch nội dung vật lí, hóa học, sinh học giúp cho giáo viên hiện đang dạy môn Vật lí, Hóa học, Sinh học có thể dạy các bài học với kiến thức được đào tạo của mình một cách thuận lợi. Với các chủ đề tích hợp (biến đổi khí hậu, sử dụng tiết kiệm năng lượng, sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên...), nhà trường có thể lựa chọn giáo viên có năng lực phù hợp nhất để phân công dạy.

Tích cực bồi dưỡng, tự bồi dưỡng giáo viên để có vốn tri thức rộng và khả năng vận dụng tổng hợp các kiến thức có  liên quan; giáo viên dự giờ, sinh hoạt chuyên môn, cùng nhau trao đổi, thiết kế các chủ đề tích hợp qua đó phát triển năng lực dạy học tích hợp.

Sách giáo khoa và các tài liệu học tập theo yêu cầu tích hợp cũng cần phù hợp với tình hình thực tế Việt Nam. Để làm được điều đó, cần bồi dưỡng đội ngũ tác giả viết sách giáo khoa, giáo viên và cán bộ quản lí; đào tạo giáo viên mới đáp ứng yêu cầu dạy học môn Khoa học tự nhiên; đồng thời tổ chức học tập kinh nghiệm, trao đổi, học hỏi và vận dụng kinh nghiệm dạy học tích hợp của một số nước có nền giáo dục phát triển.

Môn Khoa học tự nhiên góp phần hình thành và phát triển các năng lực chung quy định trong Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể và góp phần chủ yếu trong việc hình thành và phát triển thế giới quan khoa học của học sinh; đóng vai trò quan trọng trong việc giáo dục học sinh phẩm chất tự tin, trung thực, khách quan, tình yêu thiên nhiên, hiểu, tôn trọng và biết vận dụng các quy luật của thế giới tự nhiên để từ đó biết ứng xử với thế giới tự nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững; đồng thời hình thành và phát triển được các năng lực tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo.

Phát triển phẩm chất, năng lực chung và năng lực chuyên môn được thực hiện thông qua nội dung dạy học môn Khoa học tự nhiên. Môn Khoa học tự nhiên giúp cho học sinh biết trân trọng, giữ gìn và bảo vệ tự nhiên; có thái độ và hành vi tôn trọng các quy định chung về bảo vệ tự nhiên; hứng thú khi tìm hiểu thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức vào bảo vệ thế giới tự nhiên của quê hương, đất nước. Thông qua dạy học, môn Khoa học tự nhiên sẽ giáo dục cho học sinh biết yêu lao động, có ý chí vượt khó; có ý thức bảo vệ, giữ gìn sức khoẻ của bản thân, của người thân trong gia đình và cộng đồng. Môn Khoa học tự nhiên hình thành và phát triển cho học sinh năng lực khoa học tự nhiên, bao gồm các thành phần:

• Nhận thức khoa học tự nhiên, được thể hiện qua khả năng trình bày, giải thích và vận dụng được những kiến thức phổ thông cốt lõi về thành phần cấu trúc, sự đa dạng, tính hệ thống, quy luật vận động, tương tác và biến đổi của thế giới tự nhiên; với các chủ đề khoa học: chất và sự biến đổi của chất, vật sống, năng lượng và sự biến đổi vật lí, Trái Đất và bầu trời; vai trò và cách ứng xử phù hợp của con người với môi trường tự nhiên.
• Tìm hiểu thế giới tự nhiên, được thể hiện qua khả năng thực hiện được một số kĩ năng cơ bản trong tìm hiểu một số sự vật, hiện tượng trong thế giới tự nhiên và trong đời sống: quan sát, thu thập thông tin; dự đoán, phân tích, xử lí số liệu; dự đoán kết quả nghiên cứu; suy luận, trình bày.
• Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Bước đầu vận dụng kiến thức khoa học tự nhiên và kĩ năng đã học vào giải quyết vấn đề của một số tình huống đơn giản trong thực tiễn; mô tả, dự đoán, giải thích được các hiện tượng khoa học đơn giản; ứng xử thích hợp trong một số tình huống có liên quan đến vấn đề bản thân, gia đình và cộng đồng; trình bày được ý kiến cá nhân nhằm vận dụng kiến thức đã học vào bảo vệ môi trường, bảo tồn thiên nhiên và phát triển bền vững.

Khoa học tự nhiên là môn học được xây dựng và phát triển trên nền tảng của khoa học vật lí, hoá học, sinh học và khoa học Trái Đất,... Đồng thời, sự tiến bộ của nhiều ngành khoa học khác liên quan như toán học, tin học,... cũng góp phần thúc đẩy sự phát triển không ngừng của Khoa học tự nhiên. Đối tượng nghiên cứu của Khoa học tự nhiên là các sự vật, hiện tượng, quá trình, các thuộc tính cơ bản về sự tồn tại, vận động của thế giới tự nhiên. Vì vậy, trong môn Khoa học tự nhiên những nguyên lí/khái niệm chung nhất của thế giới tự nhiên được tích hợp xuyên suốt các mạch nội dung.

Trong quá trình dạy học, các mạch nội dung được tổ chức sao cho vừa tích hợp theo nguyên lí của tự nhiên, vừa đảm bảo logic bên trong của từng mạch nội dung. Chương trình môn Khoa học tự nhiên 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 Khoa học tự nhiên gồm: Chất và sự biến đổi của chất: chất có ở xung quanh ta, cấu trúc của chất, chuyển hoá hoá học các chất; Vật sống: Sự đa dạng trong tổ chức và cấu trúc của vật sống, các hoạt động sống, con người và sức khoẻ, sinh vật và môi trường, di truyền, biến dị và tiến hoá; Năng lượng và sự biến đổi: năng lượng, các quá trình vật lí, lực và sự chuyển động; Trái Đất và bầu trời: chuyển động trên bầu trời, Mặt Trăng, hệMăṭTrơi,̀Ngân Hà, hóa học vỏ Trái Đất, một số chu trình sinh – địa – hóa, Sinh quyển.

Các chủ đề được sắp xếp chủ yếu theo logic tuyến tính, có kết hợp ở mức độ nhất định với cấu trúc đồng tâm, đồng thời có thêm một số chủ đề liên môn, tích hợp nhằm hình thành các nguyên lí, quy luật chung của thế giới tự nhiên.

Các nguyên lí chung của khoa học trong chương trình môn Khoa học tự nhiên gồm: Tính cấu trúc, sự đa dạng, sự tương tác, tính hệ thống, sự vận động và biến đổi; Các nguyên lí chung, khái quát của Khoa học tự nhiên là nội dung cốt lõi của môn Khoa học tự nhiên; Các nội dung vật lí, hoá học, sinh học, Trái Đất và bầu trời được tích hợp, xuyên suốt trong các nguyên lí đó; Các kiến thức vật lí, hoá học, sinh học, Trái Đất và bầu trời là những dữ liệu vừa làm sáng tỏ các nguyên lí tự nhiên, vừa được tích hợp theo các logic khác nhau trong hoạt động khám phá tự nhiên, trong giải quyết vấn đề công nghệ, các vấn đề tác động đến đời sống của cá nhân và xã hội; Hiểu biết về các nguyên lí của tự nhiên, cùng với hoạt động khám phá tự nhiên, vận dụng kiến thức Khoa học tự nhiên vào giải quyết các vấn đề của thực tiễn là yêu cầu cần thiết để hình thành và phát triển năng lực Khoa học tự nhiên ở học sinh.

Để đáp ứng yêu cầu của phát triển đất nước trong giai đoạn của cuộc cách mạng 4.0, tránh quá tải cho học sinh, chương trình môn Khoa học tự nhiên 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 Khoa học tự nhiên 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).

Về nội dung, môn Khoa học tự nhiên không đi sâu mô tả các đối tượng mà đi thẳng vào chức năng và ý nghĩa ứng dụng thực tiễn của chúng, làm cho nội dung có ý nghĩa thực tiễn, nhẹ nhàng và gần gũi với cuộc sống hơn. Ví dụ, khi học về thực vật học, chương trình không tập trung vào mô tả cấu trúc của các cơ quan thực vật mà tập trung vào chức năng hoạt động và ý nghĩa thực tiễn của các cơ quan, hệ cơ quan. Khi học về hoá học, vật lí và sinh học, các khái niệm, định luật... được tiếp cận theo phương pháp làm nổi rõ bản chất, ý       nghĩa khoa học, tránh khuynh hướng làm cho chương trình nặng hơn (tránh nặng về vận dụng toán học trong các môn khoa học, tránh thực hiện các bài tập lắt léo).

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 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 Khoa học tự nhiên.

Dạy học môn Khoa học tự nhiên chủ yếu sử dụng các phương pháp dạy học tích cực, các hoạt đọng học tập của học sinh chủ yếu là học tập chủ động, tích cực chiếm lĩnh tri thức dưới sự hướng dẫn của giáo viên, đuợc tổ chức trong và ngoài khuôn viên nhà truờng, thông qua một số phương pháp dạy học chủ yếu sau: Tìm tòi, khám phá; phát hiện và giải quyết vấn đề; dạy học theo dự án; bài tập tình huống; dạy học thực hành và thực hiện bài tập; tự học,..., nhấn mạnh hơn tới dạy học thông qua các bài thực hành thí nghiệm và khảo sát thực tế.

Tuỳ theo mục tiêu cụ thể và mức độ phức tạp của hoạt động học tập, học sinh được tổ chức làm việc độc lập, làm việc theo nhóm hoặc làm việc chung cả lớp.

Ngoài sử dụng các phương pháp dạy học chung, dạy học môn Khoa học tự nhiên cần quan tâm và sử dụng có hiệu quả các hình thức và phương pháp dạy học đặc thù như dạy học dự án ứng dụng Khoa học tự nhiên, dự án tìm hiểu các vấn đề Khoa học tự nhiên trong thực tiễn; dạy học bằng các bài tập tình huống trong thực tiễn đời sống, thông qua thực hành trong phòng thí nghiệm, ngoài thực địa, sử dụng các thí nghiệm ảo, thông qua quan sát mẫu vật thật trong phòng thí nghiệm/ngoài thiên nhiên, tham quan các cơ sở khoa học, cơ sở sản xuất, thông qua chuỗi hoạt động tìm tòi, khám phá, thực hành thí nghiệm trải nghiệm trong môi trường tự nhiên, thực tiễn,...

Trong dạy học môn Khoa học tự nhiên, thực hiện các thí nghiệm là để kiểm tra/ kiểm nghiệm giả thuyết có liên quan tới lí thuyết. Thí nghiệm minh họa các nội dung khoa học như các định luật, quy tắc,...; Thí nghiệm được thiết kế giúp cho quá trình quan sát và phân tích của học sinh được thuận lợi, cho phép quan sát các quá trình diễn ra trong những điều kiện khác nhau, có thể được lặp đi lặp lại nhiều lần, vào nhiều lúc và ở nhiều nơi. Trong quá trình dạy học thực nghiệm, các thí nghiệm thường kích thích sự suy luận của học sinh, qua đó phát triển kiến thức và sự hiểu biết khoa học.

Thực hành thí nghiệm được coi là nhân tố thúc đẩy, có ảnh hưởng tích cực tới quá trình học tập và thành công của học sinh. Thông qua thí nghiệm học sinh có thể tự mình giải thích được nội dung khoa học, đưa ra được nhiều câu trả lời, hình thành và phát triển kĩ năng, làm việc tập trung và chính xác. Học sinh học cách lập kế hoạch và lịch trình thí nghiệm, tổ chức thực hiện công việc, chuẩn bị nguyên vật liệu và dụng cụ thí nghiệm và phân công công việc trong nhóm, biết cách thu thập và ghi chép các kết quả thí nghiệm, mô tả và phân tích thí nghiệm, thảo luận trong nhóm và đi tới kết luận, qua đó tự rút ra bài học thành công, khó khăn và thất bại trong công việc.

Có nhiều mức độ khác nhau về thí nghiệm trong môn Khoa học tự nhiên: “Thí nghiệm khởi đầu” nhằm giới thiệu nội dung bài học, gây hứng thú và thu hút học sinh; “Thí nghiệm thu nhận kiến thức” cung cấp cơ hội cho học sinh phát hiện vấn đề, có thể tự rút ra được các giả thuyết, từ đó hiểu và thu nhận được kiến thức; “Thí nghiệm củng cố kiến thức” nhằm giúp học sinh hiểu biết sâu hơn về công nghệ trong cuộc sống hàng ngày, kích thích sự sáng tạo, đòi hỏi khả năng giải thích, mở rộng kiến thức ở học sinh.

Giáo viên dạy các môn Vật lí, Hóa học và Sinh học hiện nay có thể tham gia dạy học môn Khoa học tự nhiên được ngay. Đó là do chương trình môn học lựa chọn hình thức phù hợp với khả năng dạy học của giáo viên và điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường. Môn học vẫn giữ các mạch nội dung gần với mạch kiến thức của hóa học, vật lí hay sinh học, tạo điều kiện thuận lợi hơn cho phân công giáo viên dạy học. Ít nhất, giáo viên môn nào vẫn dạy được mạch nội dung liên quan đến môn của mình đang dạy học.

Trước mắt, thông qua Chương trình phát triển các trường sư phạm để nâng cao năng lực giáo viên và cán bộ quản lí cơ sở giáo dục phổ thông (Chương trình ETEP), giáo viên dạy môn Khoa học tự nhiên sẽ được bồi dưỡng đầy đủ về mục tiêu, nội dung, yêu cầu cần đạt của chương trình môn học mới và đổi mới phương pháp dạy học. Khi tham dự các đợt tập huấn, giáo viên sẽ được cung cấp thêm các kiến thức tổng hợp, vốn tri thức rộng và khả năng vận dụng tổng hợp các kiến thức có liên quan để tăng cường sự liên kết giữa các mạch nội dung, qua đó giúp học sinh tăng cường khả năng vận dụng kiến thức thực tiễn. Những giáo viên có khả năng, ngoài việc tập huấn dạy nội dung chuyên môn, dần dần sẽ được đào tạo để có thể đảm nhận thêm những nội dung mới mà mình chưa được đào tạo trước đây. Về lâu dài, các trường sư phạm chuẩn bị chương trình đào tạo giáo viên đáp ứng yêu cầu của môn học mới.

Mỗi giáo viên cần chủ động và tích cực trong đổi mới phương pháp dạy học  theo hướng tích hợp, phân hóa, phát huy tính chủ động, sáng tạo, rèn luyện phương pháp học, đổi mới kiểm tra đánh giá theo yêu cầu vì sự tiến bộ và phát triển năng lực học sinh. Mỗi nhà trường cần xác định lộ trình về bồi dưỡng và phân công người dạy, bổ sung phòng học và thiết bị dạy học, liên kết với các cơ sở giáo dục, cơ quan nghiên cứu, cơ sở sản xuất… để tổ chức cho học sinh trải nghiệm và tìm tòi, khám phá, đồng thời tiến hành các biện pháp hỗ trợ giáo viên như bồi dưỡng, tự bồi dưỡng giáo viên để có vốn tri thức rộng và khả năng vận dụng tổng hợp các kiến thức có liên quan; dự giờ, sinh hoạt chuyên môn, trao đổi, thiết kế các chủ đề tích hợp, qua đó phát triển năng lực dạy học tích hợp.

Trong những năm đầu tiên thực hiện chương trình mới, nhà trường phổ thông cần bố trí giáo viên trên nguyên tắc giáo viên thuận lợi trong việc dạy nội dung nào thì bố trí dạy nội dung đó, đảm bảo tính thống nhất của môn học theo sự sắp xếp của các mạch nội dung, không tách riêng ra từng phần cho từng giáo viên dạy riêng rẽ.

Kinh nghiệm trên thế giới cho thấy, giáo viên dạy môn Khoa học tự nhiên rất đa dạng. Có giáo viên chỉ dạy một mạch nội dung (những giáo viên này phần lớn xuất thân là kĩ sư hay cử nhân khoa học chuyển sang học sư phạm và trở thành giáo viên) nhưng cũng nhiều giáo viên dạy được 2 hoặc 3 mạch nội dung (những giáo viên này thường được tập huấn, đào tạo và nhận chứng chỉ trong quá trình công tác). Do vậy, một môn học có nhiều giáo viên đảm nhận là việc bình thường và phổ biến.

Khoa học tự nhiên là một môn học, không phải 3 môn học riêng rẽ cộng lại một cách cơ học nên hoạt động chuyên môn trong nhà trường cần bố trí lại theo hướng một môn học, giáo viên trong tổ bộ môn Khoa học tự nhiên hỗ trợ lẫn nhau những nội dung và chủ đề tích hợp. Ngoài ra, do môn học cần tăng cường hoạt động thực hành và trải nghiệm, nên giáo viên cần phải bỏ nhiều công sức chuẩn bị hơn.

Giáo viên dạy học môn Khoa học tự nhiên cần được bồi dưỡng về phương pháp dạy học tích hợp, dạy học phân hoá; kiểm tra, đánh giá kết quả giáo dục theo hướng phát triển phẩm chất, năng lực; bồi dưỡng kiến thức vật lí, hoá học, sinh học để vừa nắm vững các nguyên lí Khoa học tự nhiên, các nguyên lí ứng dụng công nghệ, vừa hiểu sâu các khái niệm, quy luật tự nhiên,...

Khoa học tự nhiên có điều kiện giáo dục những vấn đề toàn cầu như phát triển bền vững và sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên, biến đổi khí hậu, dân số, bảo vệ môi trường, an toàn, năng lượng, giới và bình đẳng giới, bảo vệ đa dạng sinh học,... Giáo viên cần nhận ra đây là điều kiện thuận lợi để linh hoạt, sáng tạo lựa chọn các hình thức, phương pháp và biện pháp dạy học phù hợp.

Khoa học tự nhiên chú trọng thực hành thí nghiệm. Vì vậy, nhà trường phổ thông cần được đầu tư trang thiết bị, vật liệu, hoá chất, phòng học bộ môn. Cùng với các trang thiết bị này, giáo viên phải được tập huấn kĩ năng làm việc trong phòng thực hành và các quy tắc an toàn.

Giáo viên cần dành thời gian thích đáng giới thiệu cho học sinh cách sử dụng sách giáo khoa và tài liệu tham khảo, các cách học phổ biến và đặc thù môn học, các quy tắc an toàn cho bản thân khi thực hành thí nghiệm, các trang thiết bị, dụng cụ học tập và cách sử dụng an toàn, cách thực hiện một số kĩ năng, các nguồn tra cứu tài liệu tham khảo.

Môn Khoa học tự nhiên hình thành, phát triển ở học sinh năng lực khoa học tự nhiên, bao gồm các thành phần: nhận thức khoa học tự nhiên, tìm hiểu tự nhiên, vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học; đồng thời cùng với các môn học và hoạt động giáo dục khác góp phần hình thành, phát triển các phẩm chất chủ yếu và năng lực chung, đặc biệt là tình yêu thiên nhiên, thế giới quan khoa học, sự tự tin, trung thực, khách quan, thái độ ứng xử với thế giới tự nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững để trở thành người công dân có trách nhiệm, người lao động có văn hóa, cần cù, sáng tạo, đáp ứng nhu cầu phát triển của cá nhân và yêu cầu của sự nghiệp xây dựng và bảo vệ đất nước trong thời đại toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp mới.