Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh giáo dục hiện đại, việc nâng cao hứng thú học tập môn Hóa học cho học sinh trung học phổ thông (THPT) là một vấn đề cấp thiết nhằm phát triển toàn diện năng lực và tư duy sáng tạo của học sinh. Theo khảo sát tại hai trường THPT Cao Bá Quát và Quốc Oai, huyện Quốc Oai, Hà Nội, với tổng số 1195 học sinh và 14 giáo viên, mức độ ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT) trong dạy và học môn Hóa học còn hạn chế, đặc biệt là việc sử dụng công nghệ hình ảnh (CNHA) như phần mềm GIS-Story Map. Mục tiêu nghiên cứu nhằm thiết kế và tổ chức các chủ đề dạy học nhôm, sắt có sử dụng CNHA để nâng cao hứng thú và kết quả học tập môn Hóa học cho học sinh THPT. Nghiên cứu được thực hiện trong năm học 2019-2020 tại hai trường trên, tập trung vào phần kiến thức về nhôm và sắt trong chương trình Hóa học lớp 12. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc góp phần đổi mới phương pháp dạy học, tăng cường tính trực quan, sinh động và phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh trong học tập môn Hóa học, từ đó nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết dạy học theo chủ đề và lý thuyết về hứng thú học tập. Dạy học theo chủ đề (Themes based learning) là mô hình kết hợp giữa truyền thống và hiện đại, trong đó giáo viên hướng dẫn học sinh tự tìm kiếm, xây dựng kiến thức và vận dụng vào thực tiễn. Lý thuyết này nhấn mạnh vai trò của việc tổ chức nội dung học tập có tính hệ thống, logic và liên môn, giúp học sinh phát triển năng lực tư duy và kỹ năng giải quyết vấn đề. Lý thuyết về hứng thú học tập được xây dựng dựa trên quan niệm của GS. Nguyễn Quang Uẩn, trong đó hứng thú là thái độ tích cực của cá nhân đối với đối tượng học tập, vừa mang lại khoái cảm vừa thúc đẩy hoạt động nhận thức. Hứng thú học tập được cấu thành từ nhận thức, xúc cảm tích cực và hành động, đóng vai trò quan trọng trong việc kích thích sự chủ động và hiệu quả học tập của học sinh.

Ngoài ra, nghiên cứu ứng dụng công nghệ hình ảnh, đặc biệt là hệ thống thông tin địa lý (GIS) và phần mềm Story Map, nhằm chuyển đổi kênh chữ truyền thống thành kênh hình trực quan, giúp học sinh dễ dàng tiếp cận kiến thức trừu tượng trong Hóa học. Các khái niệm chuyên ngành như dạy học tích cực, dạy học nhóm, dạy học dự án và dạy học giải quyết vấn đề cũng được vận dụng để thiết kế các hoạt động học tập phù hợp với đặc điểm tâm lý lứa tuổi học sinh THPT.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa nghiên cứu lý luận và thực tiễn. Về lý luận, tác giả tổng hợp, hệ thống hóa các tài liệu, công trình nghiên cứu liên quan đến dạy học theo chủ đề, hứng thú học tập, công nghệ hình ảnh và công nghệ GIS trong giáo dục. Về thực tiễn, nghiên cứu tiến hành khảo sát thực trạng qua phiếu điều tra ý kiến của 14 giáo viên và 1195 học sinh tại hai trường THPT Cao Bá Quát và Quốc Oai. Phương pháp thực nghiệm sư phạm được áp dụng để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng CNHA trong dạy học chủ đề nhôm, sắt, với cỡ mẫu gồm các lớp thực nghiệm và đối chứng được chọn ngẫu nhiên nhằm đảm bảo tính đại diện. Các công cụ thu thập dữ liệu bao gồm phiếu hỏi, bảng kiểm quan sát, bài kiểm tra kết quả học tập và phỏng vấn chuyên gia. Dữ liệu thu thập được xử lý bằng phương pháp thống kê toán học, phân tích tần suất, trung bình và so sánh tỷ lệ nhằm rút ra kết luận về mức độ nâng cao hứng thú và kết quả học tập của học sinh.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Mức độ ứng dụng CNTT và CNHA trong dạy học Hóa học còn hạn chế: 43% giáo viên cho biết chỉ thỉnh thoảng hoặc không bao giờ sử dụng CNTT trong giảng dạy, trong khi 42% học sinh thỉnh thoảng hoặc không bao giờ sử dụng CNTT trong học tập môn Hóa học. Phần mềm PowerPoint được sử dụng phổ biến nhất với mức độ trung bình 3.0 (thang 5), trong khi phần mềm Story Map chỉ đạt mức trung bình 2.3 đối với giáo viên và 2.1 đối với học sinh.

  2. Hiệu quả của việc sử dụng phần mềm Story Map: 18.2% giáo viên đánh giá Story Map giúp giờ học sinh động, trực quan và kích thích hứng thú học tập; 16.3% học sinh cũng đồng tình rằng phần mềm này giúp tăng hứng thú và hiệu quả học tập. Tuy nhiên, tần suất sử dụng phần mềm này còn thấp, với 41.3% giáo viên chỉ thỉnh thoảng sử dụng và 42.2% học sinh cũng chỉ thỉnh thoảng dùng.

  3. Khó khăn trong việc sử dụng công nghệ hình ảnh: 25% giáo viên cho rằng tốn nhiều thời gian và công sức để xây dựng nguồn dữ liệu là trở ngại lớn nhất; 26% học sinh phản ánh nhà trường chưa trang bị đủ máy tính phục vụ học tập môn Hóa học. Ngoài ra, kỹ năng sử dụng phần mềm của giáo viên và học sinh còn hạn chế, chi phí mua bản quyền phần mềm cũng là rào cản.

  4. Mức độ hứng thú học tập môn Hóa học của học sinh còn thấp: 57% học sinh không xung phong phát biểu trong giờ học; 50% học sinh không có ý thức vận dụng kiến thức Hóa học vào thực tiễn; chỉ 14% học sinh rất hứng thú và hoàn thành tốt nhiệm vụ học tập. Học sinh tự đánh giá trình độ học lực môn Hóa học chủ yếu ở mức trung bình (57%), với 17% học lực yếu.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc ứng dụng công nghệ hình ảnh trong dạy học môn Hóa học, đặc biệt là phần mềm Story Map, có tác động tích cực đến việc nâng cao hứng thú và hiệu quả học tập của học sinh. Việc chuyển đổi từ kênh chữ sang kênh hình trực quan giúp học sinh dễ dàng tiếp cận các kiến thức trừu tượng về nhôm, sắt và các hợp chất liên quan. Tuy nhiên, tần suất sử dụng công nghệ còn thấp do nhiều nguyên nhân như thiếu trang thiết bị, kỹ năng sử dụng phần mềm chưa thành thạo và thời gian chuẩn bị bài giảng dài.

So sánh với các nghiên cứu trong và ngoài nước, kết quả này phù hợp với nhận định của các tác giả về vai trò của GIS trong giáo dục, giúp phát triển kỹ năng tư duy và thái độ tích cực của học sinh. Đồng thời, nghiên cứu cũng khẳng định vai trò quan trọng của giáo viên trong việc đổi mới phương pháp dạy học, tạo môi trường học tập tích cực và hấp dẫn. Việc áp dụng dạy học theo chủ đề kết hợp công nghệ hình ảnh không chỉ nâng cao hứng thú mà còn giúp học sinh phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện mức độ sử dụng CNTT của giáo viên và học sinh, bảng so sánh điểm kiểm tra giữa lớp thực nghiệm và đối chứng, cũng như biểu đồ đánh giá mức độ hứng thú học tập trước và sau khi áp dụng công nghệ hình ảnh.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường đào tạo và bồi dưỡng kỹ năng sử dụng công nghệ hình ảnh cho giáo viên: Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu về phần mềm GIS và Story Map nhằm nâng cao năng lực ứng dụng CNTT trong dạy học. Mục tiêu đạt 80% giáo viên thành thạo sử dụng trong vòng 6 tháng, do phòng Giáo dục và nhà trường phối hợp thực hiện.

  2. Đầu tư trang thiết bị công nghệ phục vụ dạy học: Nhà trường cần trang bị đủ máy tính, máy chiếu và kết nối Internet ổn định để hỗ trợ việc sử dụng công nghệ hình ảnh trong giảng dạy. Mục tiêu hoàn thành trong năm học tiếp theo, do ban giám hiệu và các đơn vị tài trợ đảm nhận.

  3. Xây dựng và chia sẻ nguồn dữ liệu, bài giảng số hóa: Thiết lập kho dữ liệu chung về chủ đề nhôm, sắt có sử dụng công nghệ hình ảnh để giáo viên dễ dàng truy cập và sử dụng, giảm thời gian chuẩn bị bài giảng. Mục tiêu hoàn thiện trong 3 tháng, do tổ chuyên môn Hóa học chủ trì.

  4. Tăng cường tổ chức các hoạt động học tập tích cực theo chủ đề: Áp dụng phương pháp dạy học nhóm, dạy học dự án và giải quyết vấn đề kết hợp công nghệ hình ảnh nhằm kích thích sự chủ động, sáng tạo của học sinh. Mục tiêu nâng tỷ lệ học sinh hứng thú lên trên 50% trong năm học tới, do giáo viên và nhà trường phối hợp thực hiện.

  5. Khuyến khích học sinh sử dụng công nghệ trong tự học: Tổ chức các buổi hướng dẫn, tư vấn sử dụng phần mềm học tập, đồng thời xây dựng các câu lạc bộ học tập công nghệ để tăng cường sự tương tác và hỗ trợ lẫn nhau. Mục tiêu đạt 60% học sinh tham gia tích cực trong vòng 1 năm, do giáo viên chủ nhiệm và ban phụ huynh phối hợp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên môn Hóa học THPT: Nghiên cứu cung cấp các phương pháp và kế hoạch dạy học theo chủ đề có ứng dụng công nghệ hình ảnh, giúp giáo viên đổi mới phương pháp giảng dạy, nâng cao hiệu quả và hứng thú học tập của học sinh.

  2. Nhà quản lý giáo dục và hiệu trưởng các trường THPT: Tài liệu giúp hiểu rõ vai trò của công nghệ trong đổi mới giáo dục, từ đó có chính sách đầu tư trang thiết bị, tổ chức bồi dưỡng giáo viên và xây dựng môi trường học tập hiện đại.

  3. Sinh viên, nghiên cứu sinh ngành Sư phạm Hóa học: Luận văn là nguồn tham khảo quý giá về lý thuyết dạy học theo chủ đề, ứng dụng công nghệ GIS trong giáo dục và các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm sư phạm.

  4. Các nhà phát triển phần mềm giáo dục: Thông tin về nhu cầu, khó khăn và hiệu quả sử dụng phần mềm công nghệ hình ảnh trong dạy học Hóa học giúp phát triển các sản phẩm phù hợp, thân thiện với người dùng và đáp ứng yêu cầu thực tiễn.

Câu hỏi thường gặp

  1. Công nghệ hình ảnh có tác động như thế nào đến hứng thú học tập môn Hóa học?
    Công nghệ hình ảnh giúp chuyển đổi nội dung học từ chữ sang hình ảnh trực quan, sinh động, kích thích sự tò mò và hứng thú của học sinh. Ví dụ, phần mềm Story Map cho phép mô phỏng phân bố mỏ quặng nhôm, sắt giúp học sinh dễ hiểu và nhớ lâu hơn.

  2. Tại sao giáo viên chưa sử dụng rộng rãi công nghệ GIS trong dạy học?
    Nguyên nhân chính là do thiếu kỹ năng sử dụng phần mềm, thiếu thời gian chuẩn bị bài giảng và hạn chế về trang thiết bị công nghệ tại trường học. Việc đào tạo và đầu tư thiết bị là cần thiết để khắc phục.

  3. Dạy học theo chủ đề có ưu điểm gì so với phương pháp truyền thống?
    Dạy học theo chủ đề giúp học sinh phát triển tư duy hệ thống, liên kết kiến thức với thực tiễn, tăng cường kỹ năng giải quyết vấn đề và làm việc nhóm, đồng thời nâng cao hứng thú và hiệu quả học tập.

  4. Làm thế nào để đánh giá mức độ hứng thú học tập của học sinh?
    Có thể sử dụng bảng kiểm quan sát, phiếu hỏi tự đánh giá của học sinh, kết hợp với kết quả bài kiểm tra và quan sát thái độ, sự tích cực tham gia trong giờ học để đánh giá toàn diện.

  5. Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu này cho các môn học khác không?
    Có, phương pháp sử dụng công nghệ hình ảnh và dạy học theo chủ đề có thể áp dụng cho nhiều môn học khoa học tự nhiên và xã hội nhằm nâng cao hứng thú và hiệu quả học tập.

Kết luận

  • Đề tài đã thiết kế thành công các chủ đề dạy học nhôm, sắt có sử dụng công nghệ hình ảnh nhằm nâng cao hứng thú và kết quả học tập môn Hóa học cho học sinh THPT.
  • Việc ứng dụng phần mềm GIS-Story Map giúp tăng tính trực quan, sinh động và kích thích sự chủ động, tích cực của học sinh trong học tập.
  • Khó khăn chính là thiếu trang thiết bị, kỹ năng sử dụng phần mềm và thời gian chuẩn bị bài giảng của giáo viên.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể về đào tạo, đầu tư thiết bị, xây dựng nguồn dữ liệu và tổ chức hoạt động học tập tích cực để phát huy hiệu quả nghiên cứu.
  • Tiếp theo, cần triển khai rộng rãi mô hình này tại các trường THPT khác và đánh giá tác động lâu dài nhằm hoàn thiện phương pháp dạy học hiện đại.

Hành động ngay: Các nhà trường và giáo viên nên bắt đầu áp dụng công nghệ hình ảnh trong dạy học môn Hóa học, đồng thời tham gia các khóa đào tạo để nâng cao kỹ năng sử dụng công nghệ, góp phần đổi mới giáo dục hiệu quả.