Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 đánh dấu sự chuyển đổi mạnh mẽ từ việc truyền thụ kiến thức sang hình thành và phát triển toàn diện phẩm chất, năng lực người học. Trong đó, môn Khoa học tự nhiên ở cấp Trung học cơ sở (THCS) được xây dựng dựa trên sự tích hợp của bốn mạch nội dung chính: Chất và sự biến đổi của chất, Vật sống, Năng lượng và sự biến đổi, Trái Đất và bầu trời. Do đối tượng nghiên cứu của môn học gắn liền với các hiện tượng thực tiễn đời sống, việc hình thành năng lực tự học, kỹ năng tìm tòi, thực hành và giải quyết vấn đề cho học sinh là yêu cầu cấp thiết.

Bối cảnh dạy học trực tuyến trong giai đoạn dịch bệnh đã thúc đẩy học sinh tiếp cận phương thức học tập mới và nâng cao năng lực ứng dụng công nghệ của giáo viên. Tuy nhiên, quá trình tự học của học sinh lứa tuổi lớp 6 thường gặp khó khăn nếu thiếu sự định hướng rõ ràng, dễ dẫn đến việc tiếp thu dàn trải, xa rời trọng tâm bài học. Bên cạnh đó, việc thực hiện Chỉ thị số 4267/BGDĐT-CNTT của Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học nhấn mạnh nhiệm vụ khai thác tối đa lợi ích của hệ thống quản lý học tập (LMS) nhằm hướng dẫn học sinh tự học và kiểm tra đánh giá. Do đó, việc xây dựng các bài hướng dẫn tự học có hệ thống, chuẩn hóa sư phạm và tích hợp công nghệ là một đòi hỏi thực tế.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể:

  1. Hệ thống hóa cơ sở lý luận về tự học, học liệu điện tử và mô hình lớp học đảo ngược trong dạy học môn Khoa học tự nhiên.
  2. Phân tích mạch nội dung Năng lượng và sự biến đổi trong Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 môn Khoa học tự nhiên lớp 6.
  3. Thiết kế và xây dựng website hỗ trợ tự học cùng hệ thống bài hướng dẫn tự học thuộc mạch nội dung Năng lượng và sự biến đổi.
  4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THCS nhằm kiểm tra, đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các bài tự học đã thiết kế.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quá trình thiết kế và tổ chức dạy học bằng các bài hướng dẫn tự học mạch nội dung Năng lượng và sự biến đổi môn Khoa học tự nhiên lớp 6 theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018.
  • Phạm vi nội dung: Thiết kế 04 bài hướng dẫn tự học thuộc chủ đề Lực và chủ đề Năng lượng và cuộc sống.
  • Phạm vi không gian và thời gian: Thực nghiệm sư phạm tại hai lớp 6TC2 và 6TC3, Trường Trung học cơ sở Nguyễn Hữu Thọ, Quận 7, Thành phố Hồ Chí Minh trong đợt thực tập sư phạm năm 2023.

Phương pháp nghiên cứu được tác giả vận dụng bao gồm:

  • Phương pháp nghiên cứu lí luận: Đọc, phân tích, tổng hợp các văn bản chỉ đạo, chương trình môn học và tài liệu lý luận dạy học.
  • Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập và tổng hợp dữ liệu học tập của học sinh trước và sau thực nghiệm sư phạm.
  • Phương pháp điều tra: Xây dựng phiếu khảo sát, hệ thống tiêu chí đánh giá ý kiến học sinh theo thang đo mức độ Likert.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thiết kế kế hoạch bài dạy và tổ chức giảng dạy thực tế để đối chứng, đánh giá.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập nền tảng nghiên cứu dựa trên các khái niệm, khung lý thuyết và văn bản quy phạm pháp luật sau:

  • Lý luận về tự học: Trích dẫn quan điểm của Khổng Tử ("Học mà không suy nghĩ ắt mờ tối, suy nghĩ mà không học ắt mệt mỏi"), V.I. Lenin ("Học, học nữa, học mãi"), và Chủ tịch Hồ Chí Minh ("Lấy tự học làm cốt"). Tác giả phân loại 3 hình thức tự học theo nghiên cứu của Nguyễn Phạm Ngọc Anh: Tự học không có hướng dẫn, Tự học có hướng dẫn (hình thức đề tài hướng tới), và Tự học có hướng dẫn trực tiếp. Chu trình Dạy – Tự học được mô tả như sự tương tác chặt chẽ giữa chu trình tự học của học sinh (Tự nghiên cứu $\rightarrow$ Thể hiện/bảo vệ kiến thức $\rightarrow$ Tự đánh giá/điều chỉnh) và chu trình dạy của giáo viên (Đưa ra tình huống/nhiệm vụ $\rightarrow$ Tổ chức trao đổi/tranh luận $\rightarrow$ Chốt kiến thức/đánh giá).
  • Học liệu điện tử: Căn cứ Khoản 2 Điều 2 Thông tư 11/2018/TT-BGDĐT để định nghĩa và phân loại học liệu điện tử (theo định dạng tĩnh/động, khả năng tương tác, đối tượng hỗ trợ và phương thức phân phối). Đề tài xác định 5 nguyên tắc xây dựng học liệu: bám sát mục tiêu bài học; đảm bảo tính sư phạm; đảm bảo tính thẩm mỹ (font chữ Times New Roman, cỡ chữ từ 20 trở lên, tỷ lệ chuẩn 16:9); tương thích đa thiết bị; và đảm bảo hiệu quả phát triển năng lực tự học.
  • Quy trình thiết kế ADDIE: Ứng dụng mô hình ADDIE gồm 5 giai đoạn: Phân tích (Analyze), Thiết kế (Design), Phát triển (Develop), Triển khai (Implement), Đánh giá (Evaluate).
  • Mô hình Lớp học đảo ngược (Flipped Classroom): Dựa trên nghiên cứu của J. Wesley Baker (2000), Lage (2000), Robert Talbert (2017), và Abeysekera & Dawson (2015). Mô hình đảo ngược trình tự sư phạm dựa theo thang tư duy Bloom: học sinh thực hiện bậc nhận thức thấp ("Nhớ", "Hiểu") tại nhà thông qua học liệu điện tử; thời gian trên lớp dành cho hoạt động bậc cao ("Vận dụng", "Phân tích", "Đánh giá", "Sáng tạo") dưới sự hướng dẫn của giáo viên và tương tác nhóm. Hình thức dạy học được căn cứ theo Thông tư số 09/2021/TT-BGDĐT (Dạy học trực tuyến có hỗ trợ dạy học trực tiếp).
Nhóm công cụ Tên phần mềm / Nền tảng Chức năng ứng dụng trong đề tài
Nền tảng xuất bản web Google Sites Xây dựng website tổng thể, quản lý cấu trúc khóa học và liên kết các bài học.
Phát triển nội dung đa phương tiện Canva Thiết kế banner, poster, hình ảnh, video hoạt họa, infographic bài học chuẩn tỷ lệ 16:9.
Soạn bài giảng e-Learning iSpring Suite 10 (tích hợp PowerPoint) Thu âm, đồng bộ âm thanh, chèn câu hỏi tương tác (Quiz), xuất bản chuẩn HTML5.
Lưu trữ & Host web tĩnh Netlify Lưu trữ thư mục tệp HTML5 sau khi xuất bản từ iSpring Suite để nhúng lên web.
Tương tác & Mở rộng Padlet Tạo không gian thảo luận nhóm, giải đáp thắc mắc và chuyên mục mở rộng "Em có biết".
Đánh giá & Khảo sát Google Forms Thu thập dữ liệu khảo sát ý kiến người học và thu nhận phản hồi đóng góp cho website.
Màu sắc & Thí nghiệm Color Hunt, PhET Chuẩn hóa bảng màu giao diện và tích hợp mô phỏng thí nghiệm khoa học trực tuyến.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn đề tài

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về tự học, học liệu điện tử và mô hình lớp học đảo ngược. Tác giả làm rõ bản chất của tự học có hướng dẫn ở cấp THCS, nơi giáo viên giữ vai trò gợi mở, định hướng để học sinh chủ động chiếm lĩnh tri thức. Chương này trình bày chi tiết quy trình 5 bước rèn luyện kỹ năng tự học, các dạng học liệu điện tử tĩnh - động, và 5 giai đoạn thiết kế bài giảng theo mô hình ADDIE với 4 vai trò nhân sự (chuyên môn, thiết kế giảng dạy, phát triển nội dung, quản lý).

Phần lý luận về mô hình lớp học đảo ngược phân tích cấu trúc 2 giai đoạn (Giai đoạn 1: Tìm hiểu thông tin mới tại nhà; Giai đoạn 2: Đào sâu kiến thức trên lớp), đồng thời đối chiếu 7 kiểu mô hình lớp học đảo ngược (Căn bản, Thảo luận, Làm mẫu, Faux, Theo nhóm, Ảo, Giáo viên). Tác giả cũng tổng hợp ưu điểm và nhược điểm của mô hình:

Ưu điểm Nhược điểm
- Môi trường học tập linh hoạt về thời gian và không gian qua Internet.
- Giáo viên thuận lợi trong việc theo dõi, đánh giá kết quả của học sinh.
- Lấy học sinh làm trung tâm, tăng cường tính chủ động và tương tác nhóm.
- Dành nhiều thời gian trên lớp cho việc luyện tập, vận dụng kiến thức thực tiễn.
- Đòi hỏi giáo viên phải có kỹ năng công nghệ thông tin và đầu tư nhiều thời gian biên soạn.
- Phụ huynh có thể phản đối do tâm lý ngại việc học sinh dùng máy tính ở nhà.
- Phụ thuộc lớn vào tính tự giác và ý thức học tập của học sinh.
- Yêu cầu hạ tầng thiết bị và kết nối mạng Internet ổn định.

Chương 2: Thiết kế và xây dựng một số bài hướng dẫn tự học thuộc mạch nội dung năng lượng và sự biến đổi của môn Khoa học tự nhiên lớp 6 theo chương trình giáo dục phổ thông 2018

Chương 2 tiến hành phân tích chương trình và triển khai thiết kế sản phẩm thực tế:

  1. Phân tích chương trình: Mạch nội dung "Năng lượng và sự biến đổi" (lớp 6) có tổng thời lượng 35 tiết, bao gồm 3 chủ đề:
    • Các phép đo (10 tiết): Đo chiều dài, khối lượng, thời gian, nhiệt độ (thang nhiệt độ Celsius).
    • Lực (15 tiết): Khái niệm lực, biểu diễn lực, lực tiếp xúc và lực không tiếp xúc, lực ma sát, lực cản môi trường, biến dạng lò xo, lực hấp dẫn và trọng lượng.
    • Năng lượng và cuộc sống (10 tiết): Các dạng năng lượng, sự truyền và chuyển hóa năng lượng, định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng hao phí, năng lượng tái tạo và tiết kiệm năng lượng.
  2. Xác định năng lực mục tiêu: Đề tài bám sát 3 thành phần năng lực KHTN theo CT GDPT 2018: Nhận thức khoa học tự nhiên, Tìm hiểu tự nhiên, và Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học. Tác giả lựa chọn thiết kế 04 bài học cụ thể:
    • Bài 1: Lực, tác dụng của lực và biểu diễn lực.
    • Bài 2: Lực hấp dẫn và trọng lượng.
    • Bài 3: Lực tiếp xúc và lực không tiếp xúc.
    • Bài 4: Bảo toàn năng lượng và sử dụng năng lượng.
  3. Cấu trúc website tổng thể: Xây dựng trên nền tảng Google Sites với 3 phân hệ chính:
    • Trang Giới thiệu: Cung cấp đặc điểm, mục tiêu chung của môn Khoa học tự nhiên.
    • Trang Khóa học: Phân cấp thành 4 khối lớp (6, 7, 8, 9) theo cấu trúc lưới 2-2, phân chia theo 4 mạch nội dung chuẩn của chương trình.
    • Trang Phản hồi: Tích hợp Google Forms để ghi nhận ý kiến đóng góp từ người dùng.
  4. Cấu trúc quy chuẩn của một bài hướng dẫn tự học: Mỗi bài học được tổ chức thành 4 trang hoạt động liên hoàn:
    • Trang Mục tiêu bài học: Trình bày rõ ràng yêu cầu cần đạt về kiến thức, kỹ năng.
    • Hoạt động 1 (Khám phá kiến thức): Dẫn dắt vấn đề thông qua video hoạt hình ngắn, hình ảnh trực quan hoặc hiện tượng thực tế.
    • Hoạt động 2 (Xây dựng kiến thức): Cung cấp nội dung kiến thức trọng tâm, nhiệm vụ học tập có tương tác và phần tóm tắt ngắn gọn.
    • Hoạt động 3 (Luyện tập và củng cố): Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm tương tác bằng iSpring Suite 10 (chọn đáp án, đúng/sai, nối đôi, kéo thả từ), có phản hồi đúng/sai tức thì và chức năng tự động gửi kết quả làm bài về email.
    • Hoạt động 4 (Vận dụng & Mở rộng): Chuyên mục "Em có biết" mở rộng kiến thức thực tiễn và liên kết đến bảng Padlet để học sinh thảo luận, giải đáp thắc mắc.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày tiến trình và kết quả thực nghiệm sư phạm tại Trường THCS Nguyễn Hữu Thọ (Quận 7, TP.HCM):

  • Tổ chức thực nghiệm: Thực hiện trên học sinh lớp 6TC2 và 6TC3, phối hợp cùng giáo viên bộ môn Khoa học tự nhiên Trần Thị Huỳnh Như. Học sinh được cung cấp tài khoản/đường link website để tự học và làm bài tập tại nhà trước khi tham gia các tiết học vận dụng, thảo luận chuyên sâu tại lớp.
  • Phương pháp đánh giá: Kết hợp kiểm tra điểm số bài luyện tập trên hệ thống iSpring Suite/Google Forms và thu thập phiếu khảo sát ý kiến học sinh bằng thang đo Likert sau khi sử dụng website tự học.

Kết quả và đóng góp

Kết quả thu được từ thực nghiệm

Quá trình thực nghiệm sư phạm đã ghi nhận các dữ liệu đánh giá cụ thể:

  1. Kết quả học tập của học sinh: Được tổng hợp qua bảng điểm số (Bảng 3.1), sơ đồ cột thể hiện tương quan Điểm số và Số học sinh đạt được (Hình 3.1), cùng sơ đồ hình tròn kết quả đánh giá xếp loại học lực của học sinh (Hình 3.2, Bảng 3.2). Kết quả ghi nhận học sinh hoàn thành tốt các bài luyện tập ở Hoạt động 3, nắm vững các khái niệm cơ bản về lực và năng lượng trước khi lên lớp.
  2. Đánh giá phản hồi của người học: Khảo sát ý kiến học sinh dựa trên hệ thống tiêu chí Likert (Bảng 3.3) ghi nhận mức độ đồng thuận cao ở các khía cạnh:
    • Bài học được xây dựng với bố cục rõ ràng (Hình 3.3).
    • Thông tin học liệu được cập nhật thường xuyên (Hình 3.4).
    • Hoạt động học tập đa dạng, kết hợp hài hòa (Hình 3.5).
    • Âm thanh bài giảng dễ nghe, chuẩn mực, phù hợp nội dung (Hình 3.6).
    • Bố cục giao diện hợp lý, màu sắc hài hòa (Hình 3.7).
    • Kiểu chữ dễ đọc, mật độ chữ và hình ảnh không gây rối mắt (Hình 3.8).
    • Hình ảnh, video sinh động, bám sát nội dung bài học (Hình 3.10).
    • Học sinh hứng thú học tập với website (Hình 3.11).
    • Giáo viên hỗ trợ nhiệt tình, nhanh chóng giải đáp khó khăn cho học sinh (Hình 3.12).

Đóng góp của đề tài

  • Đóng góp về mặt phương pháp: Cụ thể hóa quy trình vận dụng mô hình ADDIE kết hợp mô hình Lớp học đảo ngược vào việc giảng dạy môn Khoa học tự nhiên 6 theo Chương trình GDPT 2018.
  • Đóng góp về mặt tài nguyên: Xây dựng một sản phẩm website học liệu số hoàn chỉnh (địa chỉ Google Sites), tích hợp 04 bài học tự học đa phương tiện, ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm tương tác (Phụ lục 1), hệ thống Infographic tóm tắt bài học (Phụ lục 2), và tài liệu hướng dẫn kỹ thuật chi tiết về iSpring Suite 10 và Netlify (Phụ lục 3).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ ra một số hạn chế gắn liền với phạm vi triển khai:

  • Phạm vi nội dung và địa bàn: Đề tài mới chỉ thiết kế thử nghiệm 04 bài học thuộc hai chủ đề (Lực; Năng lượng và cuộc sống) của mạch Năng lượng và sự biến đổi lớp 6; thực nghiệm sư phạm chỉ mới tiến hành tại 02 lớp (6TC2, 6TC3) thuộc một trường THCS tại Thành phố Hồ Chí Minh.
  • Rào cản kỹ thuật và tâm lý: Việc triển khai đòi hỏi học sinh phải có thiết bị kết nối Internet ổn định và tính tự giác cao; giáo viên mất nhiều thời gian trong khâu thiết kế số hóa đa phương tiện; một số phụ huynh còn băn khoăn về thời gian sử dụng máy tính của con em tại nhà.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Mở rộng thiết kế bài hướng dẫn tự học cho toàn bộ các bài còn lại thuộc mạch Năng lượng và sự biến đổi, cũng như các mạch nội dung khác (Chất và sự biến đổi của chất, Vật sống, Trái Đất và bầu trời) cho toàn bộ các khối lớp 6, 7, 8, 9.
  • Mở rộng phạm vi thực nghiệm sư phạm tại nhiều trường THCS trên các địa bàn khác nhau để kiểm chứng tính phổ quát của mô hình.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo ứng dụng thực tiễn cho các nhóm đối tượng:

  • Giáo viên môn Khoa học tự nhiên cấp THCS: Tham khảo cấu trúc tiến trình 4 hoạt động tự học, sử dụng trực tiếp các infographic, video bài giảng và ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm tương tác trong phụ lục để triển khai mô hình lớp học đảo ngược.
  • Sinh viên ngành Sư phạm Khoa học Tự nhiên / Sư phạm Vật lý - Hóa học - Sinh học: Tham khảo phương pháp kết hợp các phần mềm miễn phí và phổ biến (Google Sites, Canva, iSpring Suite, Netlify, Padlet) để xây dựng học liệu điện tử đạt chuẩn sư phạm và thẩm mỹ.
  • Cán bộ quản lý chuyên môn giáo dục: Tham khảo mô hình quản lý và tổ chức dạy học trực tuyến kết hợp trực tiếp theo định hướng Thông tư 09/2021/TT-BGDĐT và Chỉ thị 4267/BGDĐT-CNTT.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận đã thiết kế cụ thể những bài học nào trong chương trình Khoa học tự nhiên lớp 6?
Tác giả đã hoàn thiện thiết kế 04 bài học thuộc mạch Năng lượng và sự biến đổi: (1) Lực, tác dụng của lực và biểu diễn lực; (2) Lực hấp dẫn và trọng lượng; (3) Lực tiếp xúc và lực không tiếp xúc; (4) Bảo toàn năng lượng và sử dụng năng lượng.

2. Cấu trúc một bài hướng dẫn tự học trên website gồm những hoạt động nào?
Mỗi bài học được thiết kế chuẩn hóa gồm 4 hoạt động: Hoạt động 1 (Dẫn dắt và tiếp cận kiến thức mới qua video/hình ảnh); Hoạt động 2 (Nhiệm vụ học tập và tóm tắt kiến thức trọng tâm); Hoạt động 3 (Tổng ôn và làm bài tập trắc nghiệm tương tác iSpring Suite); Hoạt động 4 (Vận dụng, mở rộng qua chuyên mục "Em có biết" và thảo luận nhóm trên Padlet).

3. Tác giả đã sử dụng những phần mềm công nghệ nào để xây dựng hệ thống học liệu?
Hệ thống sử dụng phối hợp: Google Sites (xây dựng website), Canva (thiết kế hình ảnh, infographic, video hoạt họa), PowerPoint kết hợp iSpring Suite 10 (soạn bài giảng tương tác, câu hỏi trắc nghiệm), Netlify (host thư mục HTML5), Google Forms (phiếu khảo sát ý kiến) và Padlet (bảng tương tác trao đổi).

4. Mô hình Lớp học đảo ngược được phân chia thành những giai đoạn nào trong khóa luận?
Mô hình gồm 2 giai đoạn: Giai đoạn 1 (Tìm hiểu thông tin mới tại nhà qua học liệu điện tử trên website) và Giai đoạn 2 (Đào sâu kiến thức trên lớp thông qua hoạt động thảo luận nhóm, giải quyết vấn đề bậc cao dưới sự hỗ trợ của giáo viên).

5. Thực nghiệm sư phạm của đề tài được triển khai ở đâu và trên đối tượng nào?
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại hai lớp 6TC2 và 6TC3, Trường THCS Nguyễn Hữu Thọ, Quận 7, TP. Hồ Chí Minh trong đợt thực tập sư phạm năm 2023, với sự hỗ trợ của giáo viên hướng dẫn chuyên môn Trần Thị Huỳnh Như.


Kết luận

Khóa luận của tác giả Nguyễn Văn Mạnh đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ nghiên cứu thông qua việc thiết kế thành công hệ thống bài hướng dẫn tự học mạch Năng lượng và sự biến đổi môn Khoa học tự nhiên 6 trên nền tảng Google Sites. Công trình kết hợp chặt chẽ giữa khung lý thuyết ADDIE, mô hình Lớp học đảo ngược và các công cụ e-Learning hiện đại (iSpring Suite, Canva, Padlet) nhằm đáp ứng yêu cầu cần đạt của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018. Kết quả thực nghiệm sư phạm tại Trường THCS Nguyễn Hữu Thọ đã chứng minh tính hiệu quả, tính thẩm mỹ sư phạm và sự hứng thú của học sinh đối với phương thức tự học có hướng dẫn này. Đây là tài liệu tham khảo có giá trị ứng dụng cao cho giáo viên và sinh viên ngành Sư phạm Khoa học tự nhiên trong xu thế đổi mới phương pháp dạy học số hiện nay.