Thiết kế bài tập năng lực Hóa học PISA: Dẫn xuất Halogen, Alcohol, Polymer

Luận văn thiết kế bài tập năng lực Hóa học theo PISA cho học sinh THPT, áp dụng cho chủ đề Dẫn xuất Halogen, Alcohol, Phenol và Polymer.

• Tác giả: Lê Thị Hà Trang
• Người hướng dẫn: ThS. Bùi Ngọc Phương Châu
• Trường học: Đại học Đà Nẵng, Trường Đại học Sư phạm
• Chuyên ngành: Sư phạm Hóa học
• Đề tài: Thiết kế và sử dụng bài tập năng lực Hóa học theo tiếp cận PISA cho học sinh trung học phổ thông trong dạy học chủ đề “Dẫn xuất Halogen - Alcohol - Phenol và Polymer”
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Đà Nẵng

Tóm tắt

I. Khái niệm về bài tập năng lực Hóa học theo PISA

Bài tập năng lực Hóa học theo PISA là những bài tập được thiết kế nhằm phát triển và đánh giá năng lực khoa học của học sinh THPT. PISA (Programme For International Student Assessment) là chương trình đánh giá quốc tế tập trung vào việc kiểm tra khả năng ứng dụng kiến thức vào tình huống thực tế. Bài tập PISA không chỉ kiểm tra kiến thức lý thuyết mà còn đánh giá khả năng giải quyết vấn đề, tư duy phản biện và sáng tạo của học sinh. Những bài tập này có đặc điểm liên hệ mật thiết với cuộc sống, đòi hỏi học sinh phải áp dụng kiến thức Hóa học để giải quyết các tình huống thực tiễn. Việc sử dụng bài tập năng lực theo tiếp cận PISA giúp học sinh THPT phát triển toàn diện, không chỉ nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện các kỹ năng cần thiết.

1.1. Định nghĩa PISA và tiếp cận PISA trong giáo dục

PISA là một chương trình đánh giá học sinh quốc tế, được OECD phát triển để đo lường khả năng của học sinh 15 tuổi. Tiếp cận PISA nhấn mạnh việc phát triển năng lực khoa học thông qua các tình huống thực tế. Phương pháp này tập trung vào việc học sinh có thể hiểu biết và áp dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống hàng ngày.

1.2. Đặc điểm của bài tập năng lực Hóa học theo PISA

Bài tập PISA có các đặc điểm nổi bật: (1) Liên hệ thực tiễn - các bài tập gắn với những tình huống thực tế; (2) Đa chiều - đánh giá nhiều khía cạnh của năng lực; (3) Phát triển tư duy - rèn luyện khả năng phân tích, tổng hợp và sáng tạo; (4) Tích hợp kỹ năng - kết hợp kiến thức với các kỹ năng sống.

II. Ứng dụng bài tập năng lực trong chủ đề Dẫn xuất Halogen Alcohol Phenol và Polymer

Chủ đề "Dẫn xuất Halogen - Alcohol - Phenol và Polymer" là một trong những nội dung quan trọng trong chương trình Hóa học THPT, có mối liên hệ sâu sắc với đời sống thực tiễn. Việc thiết kế và sử dụng bài tập năng lực theo tiếp cận PISA trong giảng dạy chủ đề này giúp học sinh không chỉ nắm vững kiến thức về cấu trúc, tính chất hóa học mà còn hiểu được ứng dụng thực tiễn của các chất này. Bài tập PISA về Dẫn xuất Halogen có thể liên hệ đến việc sử dụng các thuốc có chứa Halogen, hay vấn đề môi trường như CFC gây thủng tầng ozone. Bài tập về Alcohol có thể liên quan đến vấn đề sức khỏe, an toàn đồ uống. Bài tập về Phenol liên hệ đến các chất khử trùng, bảo quản. Bài tập về Polymer phản ánh vấn đề ô nhiễm môi trường từ chất dẻo, nhựa.

2.1. Ứng dụng Dẫn xuất Halogen trong bài tập PISA

Dẫn xuất Halogen có nhiều ứng dụng trong đời sống. Bài tập PISA có thể liên hệ đến: Ethyl chloride - dùng làm thuốc giảm đau tê bề mặt da; CFC (Clorofluorocarbons) - được sử dụng nhưng gây hại tầng ozone; Dụng cụ nấu ăn chống dính chứa hợp chất Fluor. Những bài tập này giúp học sinh hiểu rõ lợi ích và tác hại của các chất hóa học.

2.2. Ứng dụng Alcohol Phenol và Polymer trong bài tập PISA

Alcohol được ứng dụng trong đồ uống, khử trùng nhưng cũng có tác hại sức khỏe. Phenol dùng khử trùng, bảo quản. Polymer xuất hiện khắp nơi như len, cao su, nhựa, nhưng gây ô nhiễm môi trường. Bài tập PISA giúp học sinh nhận thức được tầm quan trọng của sử dụng hợp lý các chất này.

III. Phương pháp thiết kế bài tập năng lực Hóa học theo PISA

Thiết kế bài tập năng lực Hóa học theo tiếp cận PISA đòi hỏi giáo viên phải tuân theo một quy trình khoa học. Trước tiên, giáo viên cần xác định năng lực khoa học cần phát triển, bao gồm: (1) Giải thích hiện tượng khoa học - học sinh phải hiểu và giải thích các hiện tượng hóa học; (2) Đánh giá và thiết kế thí nghiệm khoa học - rèn luyện kỹ năng thực hành; (3) Diễn giải dữ liệu và bằng chứng khoa học - phân tích kết quả. Thứ hai, chọn những tình huống thực tiễn phù hợp với nội dung chương trình. Thứ ba, thiết kế các câu hỏi theo các mức độ khó tăng dần. Cuối cùng, xác định tiêu chí đánh giá rõ ràng. Phương pháp này giúp bài tập PISA trở nên hiệu quả, thúc đẩy học sinh THPT phát triển năng lực toàn diện.

3.1. Xác định các thành phần năng lực cần phát triển

Năng lực khoa học PISA bao gồm ba thành phần chính. Giải thích hiện tượng: học sinh phải nhận dạng, cung cấp giải thích dựa trên kiến thức khoa học. Đánh giá, thiết kế: phân tích phương pháp khoa học, thiết kế thí nghiệm. Diễn giải dữ liệu: trích xuất thông tin, phân tích biểu đồ, bảng số liệu. Mỗi thành phần được đánh giá qua các bài tập cụ thể có độ khó khác nhau.

3.2. Lựa chọn tình huống thực tiễn và thiết kế câu hỏi

Chọn tình huống thực tiễn phù hợp là chìa khóa của bài tập PISA. Các tình huống nên liên hệ mật thiết với cuộc sống: vấn đề môi trường, sức khỏe, công nghệ. Thiết kế câu hỏi từ đơn giản đến phức tạp, đòi hỏi học sinh áp dụng kiến thức để giải quyết vấn đề. Đồng thời cần xác định rõ tiêu chí chấm điểm để đánh giá năng lực học sinh.

IV. Hiệu quả của bài tập năng lực Hóa học theo PISA trong dạy học THPT

Kết quả khảo nghiệm sư phạm từ các trường THPT cho thấy, sử dụng bài tập năng lực Hóa học theo tiếp cận PISA mang lại hiệu quả đáng kể. Học sinh không chỉ đạt kết quả học tập tốt hơn mà còn phát triển các kỹ năng quan trọng. Bài tập PISA giúp học sinh: (1) Tăng động lực học tập thông qua các tình huống thực tiễn; (2) Phát triển tư duy phản biện và giải quyết vấn đề; (3) Hiểu sâu sắc kiến thức Hóa học và ứng dụng của nó; (4) Rèn luyện kỹ năng hợp tác, giao tiếp. Giáo viên cũng nhận thấy rằng việc sử dụng bài tập PISA làm cho bài giảng trở nên sinh động, hấp dẫn hơn. Tuy nhiên, giáo viên cũng gặp những khó khăn nhất định trong việc thiết kế bài tập, đòi hỏi cần sự hỗ trợ, tập huấn từ nhà trường và các chuyên gia.

4.1. Thành tựu của học sinh khi sử dụng bài tập PISA

Khảo sát cho thấy học sinh sử dụng bài tập PISA đạt kết quả tốt hơn so với lớp không sử dụng. Năng lực khoa học của học sinh được phát triển toàn diện: khả năng giải thích hiện tượng, thiết kế thí nghiệm, phân tích dữ liệu. Học sinh thích thú hơn với môn Hóa học vì thấy sự liên hệ với cuộc sống. Họ có thể tự tin áp dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn, chuẩn bị tốt hơn cho tương lai.

4.2. Những thách thức và hướng phát triển

Mặc dù hiệu quả, việc sử dụng bài tập PISA vẫn gặp những thách thức. Giáo viên cần thêm thời gian để thiết kế bài tập phù hợp, yêu cầu tìm tòi nhiều tài liệu. Học sinh ban đầu có thể khó thích nghi vì thay đổi phương pháp dạy học. Để phát triển, cần: tập huấn thêm cho giáo viên, xây dựng ngân hàng bài tập PISA, hỗ trợ tài nguyên giáo dục.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG HỆ BÀI TẬP HÓA HỌC THEO TIẾP CẬN PISA CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 1. Tình hình nghiên cứu về bài tập PISA trên thế giới Lịch sử phát triển Chương trình đánh giá học sinh quốc tế (PISA) trên thế giới có những giai đoạn và tác động quan trọng như sau: 1. Khởi nguồn và giai đoạn phát triển ban đầu (1990s - đầu những năm 2000) Trong những năm 1990, xuất phát từ nhu cầu đánh giá giáo dục quốc tế và so sánh khả năng học tập của học sinh giữa các quốc gia, Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD) đã bắt đầu phát triển PISA.

Mục tiêu của chương trình là đánh giá năng lực học sinh 15 tuổi trong ba lĩnh vực chính là Đọc hiểu, Toán học và Khoa học. Vào năm 2000, kỳ thi PISA đầu tiên đã được tổ chức với sự tham gia của 32 quốc gia/vùng lãnh thổ, và kết quả thu hút sự chú ý toàn cầu, thúc đẩy nhiều quốc gia tham gia vào các kỳ thi PISA tiếp theo. Mở rộng và đa dạng hóa (giữa những năm 2000 - 2010s) Trong giai đoạn này, PISA đã tiến hành những mở rộng và đa dạng hóa trong nội dung và phạm vi đánh giá. Năm 2003, PISA đã bổ sung thêm bài thi giải quyết vấn đề, để đánh giá khả năng ứng dụng kiến thức và kỹ năng vào thực tiễn.

Năm 2009, PISA bắt đầu thực hiện đánh giá năng lực học sinh 15 tuổi theo chu kỳ ba năm (2009, 2012, 2015) trong ba lĩnh vực chính là Đọc hiểu, Toán học và Khoa học. Đồng thời, số lượng quốc gia/vùng lãnh thổ tham gia PISA cũng tăng lên 65, bao gồm cả các quốc gia đang phát triển. Nâng cao và đổi mới (2010s - nay) Trong giai đoạn này, PISA tiếp tục nâng cao chất lượng và đổi mới trong quy trình đánh giá. Năm 2015, PISA lần đầu tiên đánh giá khả năng sáng tạo của học sinh.

Năm 2018, PISA đã đổi mới định dạng bài thi, sử dụng máy tính để đánh giá khả năng đọc hiểu và toán học của học sinh. Tuy nhiên, kỳ thi PISA tiếp theo, dự kiến diễn ra vào năm 2021, đã bị hoãn do đại dịch COVID-19. Thay vào đó, PISA đã tổ chức kỳ thi bù đắp vào năm 2022, tập trung vào việc đánh giá khả năng phục hồi của học sinh sau đại dịch. Tác động của PISA: PISA đã trở thành một trong những chương trình đánh giá giáo dục quốc tế uy tín và có ảnh hưởng nhất trên toàn thế giới.

Kết quả của PISA cung cấp thông tin quan trọng về chất lượng giáo dục của các quốc gia, giúp các nhà hoạch định chính sách hiểu rõ hơn về hiệu quả của hệ thống giáo dục quốc gia và đưa ra các biện pháp cải thiện. PISA cũng thúc đẩy sự hợp tác quốc tế trong lĩnh vực giáo dục, khuyến khích các quốc gia chia sẻ kinh nghiệm và học hỏi lẫn nhau. Nghiên cứu về PISA: 5 Có nhiều nghiên cứu đã được tiến hành về PISA, tập trung vào các chủ đề khác nhau. Một số chủ đề nghiên cứu bao gồm hiệu quả của PISA trong việc đánh giá chất lượng giáo dục, tác động của PISA đến chính sách giáo dục, yếu tố ảnh hưởng đến kết quả PISA của học sinh, và cách sử dụng kết quả PISA để cải thiện việc giảng dạy và học tập.

* Kết luận Lịch sử phát triển của PISA cho thấy sự liên tục và không ngừng nâng cao để đáp ứng nhu cầu đánh giá giáo dục quốc tế ngày càng cao. PISA đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy cải thiện chất lượng giáo dục trên toàn thế giới và tạo ra tác động sâu rộng trong cộng đồng quốc tế. Ở Việt Nam Từ những năm ở thập niên 90, dưới sự phát triển của công nghiệp hóa- hiện đại hóa thì Việt Nam cũng đã dần đổi xu hướng từ dạy học tiếp cận nội dung sang dạy học tiếp cận năng lực để bắt kịp với sự phát triển của các quốc gia trên thế giới. Tuy nhiên trong quá trình thay đổi vẫn còn khá khó khăn nhưng từ đó đến nay nước ta đã có những sự nỗ lực nhất định trong sự thay đổi trong mục tiêu, nội dung kiến thức, kĩ năng cần đạt, phương pháp dạy học hay kiểm tra, đánh giá.

Bước vào năm 2013- 2014 nước ta đã có những cuộc hội thảo và nghiên cứu về xu hướng dạy học năng lực, đổi mới kiểm tra, đánh giá năng lực HS ở Việt Nam [7], [8], cũng như cũng đã có những công trình nghiên cứu về xu hướng dạy học tiếp cận trong nước ta được công bố như Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường giới thiệu công trình nghiên cứu về các chủ đề cơ bản của lí luận dạy học hiện đại theo định hướng tiếp cận năng lực người học trên cơ sở kinh nghiệm quốc tế [6]. Lê Đình Trung, Phan Thị Thanh Hội công bố công trình nghiên cứu về quy trình, các biện pháp, phương pháp, cách tổ chức quá trình dạy học minh họa để hình thành phát triển các năng lực chung và năng lực chuyên biệt cho từng môn học. Nhóm tác giả Nguyễn Lăng Bình, Đỗ Hương Trà cung cấp một số phương 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 [15]. Đặc biệt, sự thay đổi nền giáo dục nước ta đã có những bước tiến nhất định vào năm 2015 và dần phát triển mạnh hơn hết vào năm 2018- Đây chính là năm có bước ngoặt đánh dấu to lớn trong nền giáo dục Việt Nam hiện nay.

Quan điểm của Nghị quyết Trung ương 8 về đổi mới căn bản toàn diện GD- ĐT là đổi mới những vấn đề lớn, cốt lõi cấp thiết, từ quan điểm, tư tưởng chỉ đạo đến mục tiêu, nội dung, phương pháp, cơ chế, chính sách, điều kiện đảm bảo thực hiện; đổi mới từ sự lãnh đạo của Đảng, sự quản lý của Nhà nước đến hoạt động quản trị của các cơ sở giáo dục- đào tạo. Nhằm chủ động, tích cực hội nhập quốc tế để phát triển giáo dục và đào tạo, đồng thời giáo dục và đào tạo phải đáp ứng yêu cầu hội nhập quốc tế để phát triển đất nước [5]. Bộ Giáo dục và Đào tạo năm 2018 công bố chương trình môn Hóa học với mục tiêu hình thành và phát triển năng lực Hóa học cho học sinh trường trung học phổ thông. 6 Nhận thức Hóa học; Tìm hiểu tự nhiên; Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học tuy nhiên vẫn chưa có hướng dẫn các công cụ đánh giá cụ thể, chính vì vậy nên các nhà khoa học nước ta đã công bố các nghiên cứu về dạy học và phát triển năng lực Hóa học điển hình như: nghiên cứu phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng cho học sinh thông qua việc sử dụng bài tập hóa hữu cơ lớp 12 trung học phổ thông của nhóm tác giả Đặng Thị Thuận An, Cao Thị Thanh Tâm, Đào Thị Thạch Thảo đây là một bài nghiên cứu tập hợp đầy đủ các năng lực về mảng tính toán cho học sinh có thể phát triển năng lực Hóa học hướng về tư duy nhưng cũng không phải học sinh nào cũng có thể phát triển về mảng này nên nhóm tác giả có thể cho mức độ năng lực nhẹ hơn [13], dạy học phần “Hợp chất chứa nitrogen”- Hóa học 12 theo mô hình 5E nhằm phát triển năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ Hóa học cho học sinh của tác giả Vũ Phương Liên và Trần Thị Thu Phương [12], tác giả Nguyễn Thị Thùy Trang với nghiên cứu vận dụng dạy học khám phá để phát triển năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ Hóa học cho học sinh, tác giả muốn làm rõ năng lực tìm hiểu tự nhiên của học sinh tuy nhiên vẫn có một số vấn đề chưa làm rõ [19].

Những nghiên cứu này đã cung cấp cho người đọc các nội dung liên quan đến chương trình giáo dục năm 2018, qua đó giúp GV ở các trường trung học phổ thông nắm được cách thiết kế và thực hiện kế hoạch dạy học, kiểm tra và đánh giá năng lực trong quá trình dạy học. Việt Nam chính thức tham gia cuộc thi PISA vào năm 2012 và tiếp tục tham gia cuộc thi vào các chu kỳ sau đó. Độ tuổi tham gia phù hợp là các cấp trung học cơ sở và trung học phổ thông ở Việt Nam. Từ năm 2014 - 2019, Bộ Giáo dục và Đào tạo nước ta 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 trường trung học trên khắp cả nước.

Qua đó GV, cán bộ quản lí được tìm hiểu về qui trình đánh giá trên diện rộng theo chuẩn quốc tế PISA và cách vận dụng vào đánh giá trong nhà trường. Bên cạnh đó, các học viên được tập huấn qui trình xây dựng các bài kiểm tra trong nhà trường phổ thông dựa trên các kỹ thuật xây dựng các bài thi và các kỹ thuật trả lời câu hỏi của PISA [4]. Đã có rất nhiều nghiên cứu, tài liệu, luận án của các tác giả trong và ngoài nước, tuy nhiên lại chưa có nghiên cứu nào về thiết kế và sử dụng bài tập phát triển năng lực Hóa học theo PISA cho học sinh trung học phổ thông trong dạy học chuyên đề “Dẫn xuất Halogen - Alcohol - Phenol và Polymer”. Định hướng đổi mới chương trình giáo dục phổ thông 1.

Đổi mới chương trình giáo dục trung học phổ thông Nước ta đã và đang trong giai đoạn phát triển nền kinh tế đất nước tuy nhiên vẫn còn rất nhiều vấn đề như ô nhiễm mỗi trường, nguồn tài nguyên cạn kiệt, nạn đói, … và để thích ứng được nhu cầu phát triển của nước ta cũng như các nước trên thế giới thì cần nguồn nhân lực nhất định. Nhận ra được vấn đề cấp thiết đó Ban Chấp hành Trung ương Đảng (khoá XI) của Hội nghị lần thứ 8 đã ban hành Nghị quyết số 29- NQ/TW ngày 04/11/2013 đã đề ra yêu cầu đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào 7 tạo đã đáp ứng được nhu cầu hiện đại hóa- công nghiệp hóa đất nước kết hợp với Nghị quyết số 88/2014/QH13 về đổi mới chương trình, SGK giáo dục phổ thông, góp phần đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo. Vào năm 2015, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành.