Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong quá trình triển khai Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, môn Hóa học ở cấp Trung học phổ thông (THPT) đòi hỏi sự chuyển dịch căn bản từ truyền thụ lý thuyết một chiều sang phát triển phẩm chất và năng lực của người học. Tuy nhiên, nội dung Hóa học lớp 10 tập trung nhiều kiến thức trừu tượng, vi mô thuộc các bài về thuyết và định luật (như cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn, liên kết hóa học). Tác giả dẫn nhận định của Horaceman: "Một người thầy mà không tạo được hứng thú cho học sinh thì chỉ như búa thợ rèn đập trên sắt nguội mà thôi", đồng thời chỉ ra thực trạng một bộ phận học sinh THPT có biểu hiện chán học, thiếu động lực và thụ động trong tiếp nhận tri thức do mất hứng thú đối với bộ môn. Thực tế này tác động trực tiếp đến kết quả học tập và định hướng nghề nghiệp của học sinh. Nhằm khắc phục hạn chế trên, đề tài "Nghiên cứu đề xuất một số biện pháp tạo hứng thú học tập môn Hóa học các bài về thuyết và định luật ở lớp 10 trường THPT" đã được thực hiện.

Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng và kiểm chứng tính khả thi của hệ thống biện pháp sư phạm nhằm kích thích, duy trì và phát triển hứng thú nhận thức của học sinh lớp 10 đối với mạch kiến thức thuyết và định luật. Khóa luận xác định 5 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Nghiên cứu cơ sở lý luận, tìm hiểu bản chất của việc tạo hứng thú trong dạy học Hóa học.
  2. Tìm hiểu về thực trạng của việc tạo hứng thú học tập các bài về thuyết và định luật ở lớp 10 trường phổ thông.
  3. Nêu và đề xuất một số biện pháp tạo hứng thú học tập các bài về thuyết và định luật ở lớp 10 trường phổ thông.
  4. Tổng hợp tư liệu theo các biện pháp tạo hứng thú học tập trong dạy học Hóa học các bài về thuyết và định luật ở lớp 10.
  5. Thực nghiệm sư phạm để xác định hiệu quả, tính khả thi của những biện pháp và rút ra bài học kinh nghiệm.
  • Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học Hóa học các bài về thuyết và định luật ở lớp 10 trường THPT.
  • Đối tượng nghiên cứu: Việc tạo hứng thú học tập môn Hóa học cho học sinh các bài về thuyết và định luật ở lớp 10 trường THPT.
  • Phạm vi nghiên cứu: Các biện pháp sư phạm được áp dụng cho học sinh khối 10 tại Trường THPT Cẩm Lệ và Trường THPT Phan Châu Trinh (thành phố Đà Nẵng) trong năm học 2022–2023.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khóa luận xây dựng trên nền tảng lý luận dạy học hiện đại và tâm lý học nhận thức, vận dụng các luận điểm khoa học gồm:

  • Lý luận về quá trình dạy học: Kế thừa định nghĩa của Nguyễn An về quá trình dạy học như một hệ thống toàn vẹn gồm môn học, việc dạy và việc học; luận điểm của Phan Trọng Ngọ về bản chất quá trình dạy học là chuỗi hành động tương tác trong không gian và thời gian xác định; quan điểm xem bản chất của học tập là hoạt động nhận thức độc đáo phản ánh quy luật của V.I. Lenin ("Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn"). Khóa luận làm rõ 4 vai trò của giáo viên trong bối cảnh mới: nhà giáo dục, người học suốt đời, người nghiên cứu và nhà văn hóa – xã hội.
  • Lý luận về hứng thú học tập: Tiếp cận khái niệm hứng thú từ G. Kovaliov, Phạm Minh Hạc, Lê Khanh, Trần Trọng Thủy và Nguyễn Quan Uẩn; phân chia yếu tố ảnh hưởng thành nhóm chủ quan (trình độ nhận thức, động cơ, thái độ, nhu cầu) và nhóm khách quan (tính hấp dẫn của môn học, năng lực của giáo viên, điều kiện cơ sở vật chất, bầu không khí lớp học). Tác giả kế thừa mô hình 3 giai đoạn phát triển hứng thú của N.G. Morozova: Kích thích hứng thú $\rightarrow$ Duy trì hứng thú $\rightarrow$ Hứng thú trở nên bền vững.
  • Yêu cầu cần đạt của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 môn Hóa học: Cụ thể hóa các yêu cầu đối với 6 mạch nội dung lý thuyết lớp 10: Cấu tạo nguyên tử, Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, Liên kết hóa học, Phản ứng oxi hóa – khử, Năng lượng hóa học, Tốc độ phản ứng hóa học.

Tác giả phối hợp các phương pháp nghiên cứu sau:

  • Phương pháp nghiên cứu lý luận: Phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa tài liệu tâm lý học, giáo dục học, các văn bản chương trình và các công trình nghiên cứu về hứng thú học tập.
  • Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Điều tra bằng phiếu khảo sát đối với 146 học sinh lớp 10 tại hai trường THPT; trao đổi chuyên môn với giáo viên bộ môn; tiến hành thực nghiệm sư phạm có đối chứng nhằm đánh giá hiệu quả của các biện pháp đề xuất.
  • Phương pháp thống kê toán học: Xử lý dữ liệu định lượng, tính điểm trung bình theo thang Likert 5 mức quy đổi (Rất đúng = 5, Đúng = 4, Đúng một phần = 3, Phân vân = 2, Sai = 1) để nhận xét, so sánh kết quả điều tra và thực nghiệm.
  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu điều tra thực trạng và số liệu thực nghiệm thu thập trực tiếp tại Trường THPT Cẩm Lệ và Trường THPT Phan Châu Trinh, thành phố Đà Nẵng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

Chương 1 tổng quan các công trình nghiên cứu tiêu biểu về hứng thú nhận thức trên thế giới và tại Việt Nam: các tài liệu dịch của G.I. Shchukina (1971), L. Soloveychik (1975), N.G. Morozova; luận văn của Hoàng Thị Minh Anh (1995), Phạm Ngọc Thủy (2008), Mai Trung Dũng; khóa luận của Phạm Thị Thanh Nga, Phan Thị Ngọc Bích, Phạm Thùy Linh, Tô Quốc Anh, Lê Thị Thanh Tâm (2009). Tác giả xác định khoảng trống nghiên cứu: các đề tài trước chủ yếu tập trung vào thí nghiệm vui, câu đố hoặc cho toàn cấp học, chưa có công trình nào đi sâu vào các bài học về thuyết và định luật ở lớp 10 theo chương trình mới.

Khảo sát thực trạng được thực hiện trên mẫu $n = 146$ học sinh lớp 10 (Trường THPT Cẩm Lệ: 98 phiếu thu từ 2 lớp; Trường THPT Phan Châu Trinh: 48 phiếu thu từ 1 lớp). Kết quả được tổng hợp như sau:

Thái độ/Sở thích của học sinh đối với môn Hóa học Số ý kiến Tỷ lệ (%)
Thích 90 61,64%
Bình thường 30 20,55%
Không thích 18 12,33%
Sợ 8 5,48%

Khảo sát nhận thức của học sinh về các yếu tố tạo hứng thú cho thấy điểm trung bình cao ở các tiêu chí: nội dung hóa học phong phú (3,99/5,00), không khí lớp học thoải mái (3,27), bài giảng có nhiều mô phỏng sinh động (3,20), giáo viên dạy hay và cuốn hút (3,04), kiến thức liên hệ thực tiễn (2,98), có nhiều thí nghiệm hấp dẫn (2,96). Tiêu chí được đánh giá thấp nhất là các hoạt động chuyên đề, sinh hoạt ngoại khóa (1,72) và độ dễ hiểu của kiến thức môn học (2,24).

Về hoạt động tích cực, khảo sát phản ánh thực trạng học tập còn thụ động: chỉ có 42,59% học sinh thường xuyên chăm chú nghe giảng; tỷ lệ học sinh hăng hái phát biểu ý kiến hoặc thắc mắc nhờ giáo viên giải đáp chỉ đạt 16,27%. Trên 80% học sinh ít hoặc không phát biểu xây dựng bài, chưa chủ động đọc trước sách giáo khoa hay tự nghiên cứu tài liệu mở rộng.

Chương 2: Một số biện pháp tạo hứng thú học tập môn Hoá học các bài về thuyết và định luật ở lớp 10

Chương 2 là trọng tâm của khóa luận, đề xuất hệ thống 8 nhóm biện pháp sư phạm kèm quy trình và tư liệu cụ thể:

  1. Sử dụng thí nghiệm trong dạy học: Phân tích vai trò trực quan, cầu nối lý thuyết - thực tiễn; phân loại thí nghiệm biểu diễn và thí nghiệm của học sinh (nghiên cứu bài mới, thực hành, ngoại khóa). Tác giả đề xuất 4 phương thức sử dụng: theo phương pháp nghiên cứu, đối chứng, nêu vấn đề, và nghiên cứu tính chất chất. Ba quy trình thí nghiệm trực quan được thiết kế chi tiết:

    • Thí nghiệm 1: "Đốt cháy trái tim khô" (bài Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học): Sử dụng dây kẽm uốn hình trái tim quét keo bọc bột magnesium ($Mg$), đặt vào cốc sứ chứa cồn khô và mẩu giấy gói viên sodium ($Na$). Khi rót nước, $Na$ phản ứng với nước ($2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$) tỏa nhiệt làm cồn khô bốc cháy, ngọn lửa kích hoạt bột magnesium cháy sáng rực.
    • Thí nghiệm 2: "Những chiếc cốc thần" (bài Mở đầu): Rót nước không màu vào cốc thứ nhất chứa tinh thể $KMnO_4$ (nước hóa hồng tím), rót tiếp sang cốc thứ hai chứa tinh thể $Na_2SO_3$ (mất màu hoặc chuyển vàng nhạt) theo phản ứng: $2KMnO_4 + 3Na_2SO_3 + H_2O \rightarrow 2MnO_2 \downarrow + 3Na_2SO_4 + 2KOH$.
    • Thí nghiệm 3: "Khinh khí cầu tí hon" (bài Luyện tập cấu hình electron và tính chất): Điều chế khí hydrogen ($H_2$) nhẹ hơn không khí bằng phản ứng giữa dây $Mg$ và dung dịch $HCl$ ($Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$) đặt trong chai thủy tinh để thổi phồng quả bóng bay tự bay lên.
  2. Sử dụng phim mô phỏng: Trình bày nguyên tắc, quy trình thiết kế và kỹ thuật biên tập video; giới thiệu các phần mềm biên tập, xử lý video chuyên dụng (Format Factory, Total Video Converter, Xilisoft HD Video Converter, Aimersoft, AVS Video Converter, Blender, VSDC Free Video Editor, Avidemux, Shotcut, DaVinci Resolve, HitFilm Express, Lightworks) nhằm trực quan hóa các quá trình vi mô (sự chuyển động của electron, mô hình orbital, liên kết hóa học).

  3. Sử dụng trò chơi trong dạy học: Xây dựng nguyên tắc, phiếu thiết kế và quy trình tổ chức các trò chơi tương tác: Trò chơi Bingo theo chủ đề "Cấu tạo nguyên tử" và "Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học", trò chơi ô chữ, con số may mắn, trò chơi lật tranh.

  4. Sử dụng tình huống gắn với thực tiễn: Thiết kế các tình huống có vấn đề xuất phát từ đời sống thực tế: giải thích cơ chế bám dính của bàn chân tắc kè trên kính bằng tương tác van der Waals; nguyên lý tỏa nhiệt của gói lẩu tự sôi; giải thích điện tích hạt nhân của $H$ và $He$; kinh nghiệm dân gian uống nước mắm cốt trước khi lặn biển để giữ ấm; tác động phá hủy khủng khiếp của năng lượng hạt nhân qua vết tích bom nguyên tử ở Hiroshima và Nagasaki.

  5. Tổ chức hoạt động nhóm: Phân tích các hình thức tổ chức nhóm, các bước tiến hành, các yếu tố nâng cao hiệu quả làm việc nhóm và các rào cản cản trở sự hợp tác của học sinh.

  6. Giới thiệu thông tin mới lạ về Hóa học: Cung cấp thông tin khoa học mở rộng kích thích óc tìm tòi: tiểu sử Glenn Seaborg – nhà khoa học hạt nhân huyền thoại; hiện tượng hàng nghìn nguyên tử nhảy múa đối xứng; mẫu thiên thạch chứa khoáng chất lâu đời nhất trong hệ Mặt Trời.

  7. Ứng dụng công nghệ thông tin: Hệ thống hóa và hướng dẫn giáo viên áp dụng các nền tảng số vào từng giai đoạn giảng dạy:

    • Công cụ hỗ trợ dạy học tương tác: Mentimeter, Nearpod, Padlet, Quizlet, Google Jamboard, ClassPoint, Milanote.
    • Công cụ hỗ trợ kiểm tra, đánh giá: Microsoft Forms, Kahoot, Quizizz, Wordwall, Baamboozle, Blooket, Poll Everywhere, Liveworksheets, Gimkit. Cung cấp các ví dụ bài giảng cụ thể trên Quizizz (chủ đề Tốc độ phản ứng), Blooket và Kahoot (Bảng tuần hoàn), Gimkit (Biến thiên enthalpy), Padlet (Bảng tuần hoàn).
  8. Tổ chức quản lý thời gian hiệu quả cho học sinh: Tích hợp 5 phương pháp tổ chức và quản trị thời gian trong học tập: Thuyết bốn lò lửa (The four burners theory), Ma trận Eisenhower, Phương pháp MIT (Most Important Task – Đầu việc quan trọng nhất), Kỹ thuật Pomodoro, Quy tắc 2 phút (The 2-minute rule).

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm được tiến hành trên học sinh lớp 10 Trường THPT Cẩm Lệ và Trường THPT Phan Châu Trinh. Khóa luận triển khai dạy thực nghiệm trên chủ đề "Cấu tạo nguyên tử" với hệ thống bài giảng áp dụng đồng bộ các biện pháp: hoạt động dán nội dung định nghĩa vào tấm thẻ, thảo luận thực hiện hợp đồng học tập, trình bày sơ đồ tư duy, tham gia trò chơi "Hộp quà bí mật" và "Đấu trường hóa học".

Đánh giá thực nghiệm ghi nhận sự khác biệt rõ nét giữa lớp thực nghiệm (TN) và lớp đối chứng (ĐC):

  • Về mặt định lượng: Tần suất phát biểu xây dựng bài của học sinh lớp thực nghiệm cao hơn rõ rệt so với lớp đối chứng; tỷ lệ học sinh đánh giá mức độ hứng thú "rất cao" và "cao" sau khi học chủ đề Cấu tạo nguyên tử ở lớp thực nghiệm tăng vọt so với trước khi thực nghiệm và vượt trội so với lớp đối chứng.
  • Về mặt định tính: Học sinh lớp thực nghiệm tham gia sôi nổi, chủ động hợp tác nhóm, tự tin trình bày câu trả lời, không khí lớp học chuyển từ căng thẳng, e ngại kiến thức trừu tượng sang hào hứng tiếp thu kiến thức.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả cụ thể sau:

  • Dữ liệu điều tra và thực nghiệm rõ ràng: Khảo sát thực trạng trên 146 học sinh lớp 10, chỉ ra thực tế 61,64% học sinh yêu thích môn Hóa học nhưng có trên 80% học sinh thụ động, ít tham gia xây dựng bài. Kết quả thực nghiệm sư phạm khẳng định việc phối hợp các biện pháp tạo hứng thú giúp gia tăng số lượt tương tác, phát biểu và nâng cao mức độ hứng thú học tập ở lớp thực nghiệm so với lớp đối chứng.
  • Hệ thống biện pháp sư phạm đồng bộ: Xây dựng hệ thống 8 nhóm biện pháp sư phạm hoàn chỉnh từ khâu chuẩn bị thí nghiệm biểu diễn, khai thác phim mô phỏng, tổ chức trò chơi học tập, tích hợp tình huống thực tiễn, làm việc nhóm, chia sẻ tri thức khoa học hiện đại, ứng dụng 16 nền tảng phần mềm EdTech đến rèn luyện kỹ năng quản lý thời gian học tập.
  • Đóng góp mới so với nghiên cứu trước: Tác giả đã giải quyết trực diện mâu thuẫn nhận thức ở mạch kiến thức "thuyết và định luật" lớp 10 theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 – phần nội dung vốn mang tính trừu tượng vi mô cao nhất nhưng chưa từng có đề tài nghiên cứu chuyên biệt về tạo hứng thú. Nghiên cứu cung cấp tài liệu sư phạm kèm hướng dẫn thao tác chi tiết, có thể đưa vào vận dụng trực tiếp trong thực tế trường phổ thông.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Căn cứ theo phạm vi công bố trong văn bản, nghiên cứu thực nghiệm sư phạm mới chỉ triển khai trên quy mô mẫu hạn chế tại 2 trường THPT thuộc thành phố Đà Nẵng (THPT Cẩm Lệ và THPT Phan Châu Trinh); đối tượng khảo sát và thực nghiệm chỉ giới hạn ở học sinh lớp 10. Mạch nội dung thực nghiệm tập trung vào chủ đề "Cấu tạo nguyên tử" và "Bảng tuần hoàn", chưa bao quát hết toàn bộ các chuyên đề sâu của chương trình Hóa học THPT.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng địa bàn và quy mô mẫu thực nghiệm sư phạm đến nhiều trường THPT ở các khu vực địa lý, vùng miền khác nhau; phát triển và thử nghiệm các biện pháp tạo hứng thú cho các mạch nội dung Hóa học lớp 11 và lớp 12 theo Chương trình 2018; số hóa toàn diện ngân hàng câu hỏi, trò chơi và video mô phỏng thành bộ học liệu trực tuyến phục vụ dạy học kết hợp (Blended Learning).

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu hữu ích cho:

  • Giáo viên Hóa học THPT: Cung cấp nguồn kịch bản thí nghiệm trực quan đã được thử nghiệm thực tế (với các lưu ý kiểm soát phản ứng an toàn); ngân hàng câu hỏi trò chơi Bingo, ô chữ; các tình huống thực tiễn gắn với hóa học đời sống; danh mục và kinh nghiệm triển khai các ứng dụng CNTT (Quizizz, Kahoot, Blooket, Padlet, Gimkit...).
  • Sinh viên ngành Sư phạm Hóa học: Cung cấp cấu trúc khóa luận thực nghiệm sư phạm chuẩn mực, phương pháp điều tra thực trạng bằng thang đo Likert, kỹ thuật chuyển hóa yêu cầu cần đạt của Chương trình 2018 thành các hoạt động học tập tương tác.
  • Cán bộ quản lý chuyên môn và nghiên cứu viên giáo dục: Tài liệu tham khảo về việc giải quyết tâm lý sợ học các môn khoa học tự nhiên thông qua đổi mới phương pháp và cải thiện không khí lớp học.

Câu hỏi thường gặp

1. Khảo sát thực trạng của khóa luận chỉ ra rào cản lớn nhất đối với việc học môn Hóa học của học sinh lớp 10 là gì?
Kết quả điều tra 146 học sinh cho thấy hai rào cản lớn nhất là: độ dễ hiểu của kiến thức môn học chỉ đạt điểm trung bình 2,24/5,00 (mức thấp nhất trong các khía cạnh nhận thức) và sự thiếu hụt các chuyên đề, hoạt động ngoại khóa (điểm trung bình 1,72/5,00). Đồng thời, trên 80% học sinh ít hoặc không phát biểu xây dựng bài và chưa chủ động đọc trước bài ở nhà, phản ánh tính thụ động trong học tập.

2. Thí nghiệm "Đốt cháy trái tim khô" được thiết kế cho bài học nào và có cơ chế hóa học ra sao?
Thí nghiệm được thiết kế biểu diễn trong bài "Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học" lớp 10. Cơ chế phản ứng dựa trên việc sodium ($Na$) tác dụng mãnh liệt với nước sinh nhiệt lượng lớn: $$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$$ Nhiệt độ sinh ra làm bốc cháy cồn khô đặt cạnh, sau đó ngọn lửa cồn khô kích hoạt bột magnesium ($Mg$) phủ trên dây kẽm hình trái tim cháy sáng chói trong không khí, tạo hiệu ứng thị giác bất ngờ cho học sinh.

3. Tác giả kế thừa mô hình các giai đoạn hình thành hứng thú học tập từ ai và gồm những giai đoạn nào?
Tác giả kế thừa mô hình tâm lý học của N.G. Morozova, gồm 3 giai đoạn: Giai đoạn 1 (Kích thích hứng thú học tập ban đầu khi học sinh bị lôi cuốn bởi cái mới lạ); Giai đoạn 2 (Hứng thú học tập được duy trì thông qua nhu cầu nhận thức thường xuyên trong và ngoài giờ học); Giai đoạn 3 (Hứng thú học tập trở nên bền vững khi học sinh độc lập, tự giác dành thời gian đào sâu nghiên cứu môn học).

4. Những công cụ công nghệ thông tin nào được đề xuất chuyên biệt cho việc kiểm tra, đánh giá học sinh?
Khóa luận hệ thống hóa 9 công cụ kiểm tra, đánh giá gồm: Microsoft Forms, Kahoot, Quizizz, Wordwall, Baamboozle, Blooket, Poll Everywhere, Liveworksheets và Gimkit; kèm theo các giáo án mẫu ứng dụng Quizizz cho bài Tốc độ phản ứng, Kahoot và Blooket cho bài Bảng tuần hoàn, Gimkit cho bài Biến thiên enthalpy.

5. Những phương pháp quản lý thời gian nào được tác giả tích hợp vào biện pháp sư phạm?
Tác giả giới thiệu 5 phương pháp và mô hình quản lý thời gian: Thuyết bốn lò lửa (The four burners theory), Ma trận Eisenhower, Phương pháp việc quan trọng nhất (MIT), Kỹ thuật Pomodoro, và Quy tắc 2 phút (The 2-minute rule) nhằm giúp học sinh giảm áp lực học tập và tối ưu hóa thời gian tự học môn Hóa.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Võ Thị Thùy Trang đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu lý luận, điều tra thực trạng và đề xuất hệ thống 8 nhóm biện pháp sư phạm nhằm nâng cao hứng thú học tập các bài về thuyết và định luật Hóa học lớp 10 theo Chương trình GDPT 2018. Kết quả điều tra trên 146 học sinh và thực nghiệm sư phạm tại Trường THPT Cẩm Lệ và Trường THPT Phan Châu Trinh khẳng định việc kết hợp thí nghiệm trực quan, phim mô phỏng, trò chơi, tình huống thực tế và công cụ công nghệ thông tin đã chuyển hóa thái độ học tập của học sinh từ thụ động sang tích cực. Công trình là tài liệu nghiên cứu sư phạm có giá trị thực tiễn cao, đóng góp thiết thực cho hoạt động dạy và học môn Hóa học ở bậc phổ thông.