Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục theo Nghị quyết 29-NQ/TW khóa XI, việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn (NLGQVĐTT) cho học sinh trung học phổ thông (THPT) trở thành yêu cầu cấp thiết. Theo báo cáo của ngành giáo dục, chương trình giáo dục phổ thông môn Vật lí 2018 bắt đầu triển khai từ năm học 2022-2023, đặt mục tiêu phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn, đặc biệt trong lĩnh vực giáo dục và bảo vệ môi trường (BVMT). Tuy nhiên, thực tế cho thấy học sinh chưa vận dụng hiệu quả năng lực giải quyết vấn đề vào các tình huống thực tiễn, gây ảnh hưởng đến chất lượng học tập và khả năng thích ứng với xã hội hiện đại.

Luận văn tập trung nghiên cứu tổ chức dạy học chuyên đề "Vật lí với giáo dục và bảo vệ môi trường" nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh lớp 10 tại các trường THCS, THPT Đặng Chí Thanh và THPT Nguyễn Trãi, tỉnh Ninh Thuận, trong giai đoạn từ tháng 02/2022 đến tháng 03/2023. Mục tiêu cụ thể là xây dựng tiến trình dạy học theo dự án, thiết kế công cụ đánh giá năng lực và kiểm chứng hiệu quả qua thực nghiệm sư phạm. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lí, góp phần phát triển toàn diện năng lực học sinh, đồng thời thúc đẩy giáo dục BVMT trong nhà trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết năng lực giải quyết vấn đề và lý thuyết dạy học theo dự án. Theo OECD, năng lực giải quyết vấn đề là khả năng nhận thức và xử lý các tình huống phức tạp mà giải pháp không rõ ràng, đòi hỏi tư duy sáng tạo và vận dụng kiến thức linh hoạt. Cấu trúc năng lực gồm bốn thành tố: tìm hiểu vấn đề, đề xuất giải pháp, thực hiện giải pháp và đánh giá, phản ánh kết quả.

Dạy học theo dự án được xem là hình thức tổ chức dạy học tích cực, định hướng thực tiễn, sản phẩm và hứng thú người học. Phương pháp này kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực hành, phát huy tính tự lực, hợp tác nhóm và sáng tạo của học sinh. Tiến trình dạy học theo dự án gồm các giai đoạn: chọn chủ đề, xây dựng kế hoạch, thực hiện dự án, rút ra kết luận và đánh giá sản phẩm.

Ba khái niệm chuyên ngành được sử dụng xuyên suốt nghiên cứu là: năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn, dạy học theo dự án, và giáo dục bảo vệ môi trường. Luận văn cũng xây dựng khung năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn thông qua dạy học theo dự án, làm cơ sở cho thiết kế tiến trình dạy học và công cụ đánh giá.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp, kết hợp nghiên cứu lý luận, điều tra khảo sát và thực nghiệm sư phạm. Nguồn dữ liệu bao gồm tài liệu chuyên ngành, kết quả khảo sát ý kiến 30 giáo viên và 120 học sinh lớp 10 tại hai trường THCS, THPT Đặng Chí Thanh và THPT Nguyễn Trãi, cùng dữ liệu thu thập từ quá trình thực nghiệm dạy học chuyên đề.

Phương pháp phân tích dữ liệu chủ yếu là thống kê mô tả và phân tích định lượng kết quả khảo sát, kết hợp phân tích định tính qua quan sát, phỏng vấn và đánh giá sản phẩm học tập. Cỡ mẫu được chọn theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện, đảm bảo tính đại diện cho đối tượng nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 02/2022 đến tháng 03/2023, bao gồm giai đoạn xây dựng tiến trình, thiết kế công cụ, thực nghiệm và đánh giá.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nhận thức và thái độ của giáo viên về NLGQVĐTT: 89% giáo viên đồng ý năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn là năng lực chung rất cần thiết trong dạy học môn Vật lí. 100% giáo viên cho rằng mục tiêu phát triển năng lực này giúp học sinh thích ứng với thay đổi xã hội và nghề nghiệp. Tuy nhiên, 78% giáo viên gặp khó khăn trong việc vận dụng phương pháp dạy học tích cực và thiết kế giáo án phát triển năng lực theo công văn 5512.

  2. Thực trạng dạy học dự án: 56% giáo viên biết và áp dụng phương pháp dạy học theo dự án, chủ yếu qua tập huấn chuyên môn và tài liệu chương trình. 100% giáo viên đồng ý dạy học dự án giúp học sinh phát triển năng lực giao tiếp, hợp tác; 89% đồng ý phát triển năng lực sáng tạo và tự học. Tuy nhiên, 78% giáo viên gặp khó khăn về thời gian, thiết kế dự án và cơ sở vật chất chưa đáp ứng.

  3. Ý kiến và trải nghiệm của học sinh: 54% học sinh yêu thích môn Vật lí, 84% thích các hoạt động học tập gắn với thực tiễn theo phương pháp dự án. 79% học sinh cho biết giáo viên tổ chức dạy học dự án đôi khi hoặc thường xuyên. 70% học sinh nhận thấy dạy học dự án giúp hiểu rõ kiến thức và ứng dụng thực tiễn. Khó khăn lớn nhất là mất nhiều thời gian (26%) và thiếu nguồn tài liệu tham khảo (21%).

  4. Hiệu quả thực nghiệm sư phạm: Qua đánh giá định lượng và định tính, năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn của học sinh được cải thiện rõ rệt sau khi áp dụng tiến trình dạy học chuyên đề theo dự án. Ví dụ, điểm số năng lực thành phần “Phát hiện và làm rõ vấn đề” tăng trung bình 15% so với trước thực nghiệm. Biểu đồ kết quả đánh giá năng lực các thành phần giải quyết vấn đề cho thấy sự tiến bộ đồng đều giữa hai trường thực nghiệm.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy dạy học theo dự án là phương pháp hiệu quả để bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh môn Vật lí, nhất là trong chuyên đề giáo dục bảo vệ môi trường. Việc kết hợp kiến thức vật lí với các vấn đề thực tiễn giúp học sinh phát triển tư duy phản biện, kỹ năng hợp tác và sáng tạo. So với các nghiên cứu trước đây, luận văn đã xây dựng được tiến trình dạy học cụ thể và công cụ đánh giá phù hợp với đặc thù chương trình Vật lí 2018.

Khó khăn về thời gian, cơ sở vật chất và kỹ năng thiết kế dự án của giáo viên là những thách thức cần được giải quyết để nâng cao hiệu quả dạy học. Việc giảm tải nội dung hàn lâm, tăng cường tập huấn và hỗ trợ kỹ thuật cho giáo viên, đồng thời cải thiện điều kiện học tập sẽ góp phần thúc đẩy đổi mới phương pháp dạy học tích cực. Dữ liệu có thể được trình bày qua bảng so sánh điểm số năng lực trước và sau thực nghiệm, biểu đồ phân bố mức độ hứng thú và khảo sát ý kiến giáo viên, học sinh để minh họa rõ nét hơn.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường tập huấn và bồi dưỡng chuyên môn cho giáo viên: Tổ chức các khóa đào tạo về thiết kế và tổ chức dạy học theo dự án, tập trung phát triển kỹ năng xây dựng giáo án, đánh giá năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn. Mục tiêu nâng cao tỷ lệ giáo viên áp dụng thành thạo phương pháp dự án lên 80% trong vòng 1 năm, do Sở Giáo dục và Đào tạo chủ trì.

  2. Cải thiện cơ sở vật chất và trang thiết bị dạy học: Đầu tư phòng học chuyên đề, thiết bị thí nghiệm hiện đại và tài liệu tham khảo phong phú phục vụ dạy học tích cực. Mục tiêu hoàn thiện cơ sở vật chất tại các trường thực nghiệm trong 2 năm tới, do Ban Giám hiệu và các đơn vị liên quan phối hợp thực hiện.

  3. Xây dựng và áp dụng bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề: Phát triển các bài kiểm tra, rubric đánh giá phù hợp với đặc thù môn Vật lí và chuyên đề BVMT, giúp đánh giá toàn diện năng lực học sinh. Mục tiêu áp dụng rộng rãi trong các trường THPT trong tỉnh trong 1 năm, do tổ bộ môn Vật lí và phòng khảo thí đảm nhiệm.

  4. Tăng cường hoạt động trải nghiệm, dự án thực tiễn: Khuyến khích tổ chức các dự án học tập gắn với thực tiễn địa phương, tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề môi trường cụ thể. Mục tiêu mỗi lớp thực hiện ít nhất 2 dự án trong năm học, do giáo viên chủ nhiệm và tổ chuyên môn phối hợp triển khai.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên bộ môn Vật lí THPT: Nhận được hướng dẫn cụ thể về tổ chức dạy học theo dự án, phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh, đồng thời có công cụ đánh giá hiệu quả.

  2. Nhà quản lý giáo dục và cán bộ chuyên môn: Có cơ sở để xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo, hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học tích cực, nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông.

  3. Sinh viên, nghiên cứu sinh ngành Sư phạm Vật lí: Tham khảo mô hình nghiên cứu, phương pháp thực nghiệm sư phạm và ứng dụng lý thuyết dạy học theo dự án trong bối cảnh chương trình mới.

  4. Các tổ chức, cá nhân quan tâm đến giáo dục bảo vệ môi trường: Hiểu rõ vai trò của giáo dục môi trường trong chương trình Vật lí, cách thức tích hợp nội dung bảo vệ môi trường vào dạy học nhằm phát triển năng lực học sinh.

Câu hỏi thường gặp

  1. Năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn là gì?
    NLGQVĐTT là khả năng hiểu và xử lý các tình huống phức tạp trong thực tế khi giải pháp không rõ ràng, đòi hỏi vận dụng kiến thức, kỹ năng và thái độ một cách linh hoạt. Ví dụ, học sinh sử dụng kiến thức vật lí để thiết kế mô hình tua bin gió bảo vệ môi trường.

  2. Tại sao dạy học theo dự án lại phù hợp để phát triển năng lực này?
    Dạy học theo dự án định hướng thực tiễn, tạo điều kiện cho học sinh tự lực nghiên cứu, hợp tác nhóm và tạo ra sản phẩm cụ thể, qua đó phát triển tư duy sáng tạo và kỹ năng giải quyết vấn đề. Nghiên cứu cho thấy học sinh tham gia dự án có mức độ hứng thú và năng lực cải thiện rõ rệt.

  3. Khó khăn lớn nhất khi áp dụng dạy học dự án là gì?
    Khó khăn gồm thời gian thực hiện dài, thiếu cơ sở vật chất, giáo viên chưa quen với phương pháp và học sinh chưa có kỹ năng hợp tác nhóm. Ví dụ, 78% giáo viên cho biết thời gian tiết học hạn chế ảnh hưởng đến triển khai dự án.

  4. Làm thế nào để đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh?
    Có thể sử dụng các công cụ như rubric đánh giá, quan sát, phỏng vấn, bài kiểm tra kết hợp trắc nghiệm và tự luận, chấm sản phẩm học tập. Luận văn đã thiết kế bộ công cụ đánh giá phù hợp với chuyên đề Vật lí và giáo dục BVMT.

  5. Giáo viên cần chuẩn bị gì để tổ chức dạy học theo dự án hiệu quả?
    Giáo viên cần có kiến thức chuyên môn sâu, kỹ năng thiết kế dự án, quản lý lớp học, hướng dẫn học sinh tự học và hợp tác nhóm, đồng thời sử dụng thiết bị dạy học hiện đại. Tập huấn chuyên môn và hỗ trợ kỹ thuật là yếu tố then chốt.

Kết luận

  • Luận văn làm rõ cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học chuyên đề Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh THPT.
  • Xây dựng thành công tiến trình dạy học theo dự án phù hợp với chương trình Vật lí 2018 và đặc thù giáo dục BVMT.
  • Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn, được kiểm chứng qua thực nghiệm sư phạm với kết quả tích cực.
  • Phát hiện những thuận lợi và khó khăn trong quá trình triển khai, từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả dạy học tích cực.
  • Khuyến nghị các bước tiếp theo gồm mở rộng áp dụng tiến trình dạy học, tăng cường đào tạo giáo viên và cải thiện điều kiện cơ sở vật chất để phát triển bền vững năng lực học sinh.

Mời quý thầy cô và các nhà nghiên cứu tiếp tục ứng dụng và phát triển mô hình này nhằm nâng cao chất lượng giáo dục môn Vật lí và góp phần bảo vệ môi trường trong cộng đồng.