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 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 địa bàn huyện Quốc Oai, với phạm vi tập trung vào nội dung 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 sự tích cực, chủ động của học sinh trong học tập, đồng thời hỗ trợ giáo viên nâng cao hiệu quả giảng dạy thông qua ứng dụng công nghệ hiện đại.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai khung 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 phương pháp truyền thống và hiện đại, trong đó học sinh được hướng dẫn tự lực tìm kiếm thông tin, vận dụng kiến thức vào giải quyết các nhiệm vụ thực tiễn. Các khái niệm trọng tâm bao gồm: hứng thú học tập, công nghệ hình ảnh trong dạy học, công nghệ GIS (Geographic Information System), và các phương pháp dạy học tích cực như dạy học nhóm, dạy học dự án, dạy học giải quyết vấn đề. Công nghệ GIS được xem là công cụ hỗ trợ trực quan, giúp chuyển đổi dữ liệu chữ thành hình ảnh sinh động, tăng khả năng tư duy trừu tượng và thực tiễn của học sinh. Hứng thú học tập được định nghĩa là thái độ tích cực, có ý nghĩa và mang lại khoái cảm trong quá trình học tập, đóng vai trò quan trọng trong việc kích thích sự chủ động và hiệu quả học tập.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa nghiên cứu lý luận và thực tiễn. Nguồn dữ liệu chính bao gồm khảo sát ý kiến của 14 giáo viên và 1195 học sinh tại hai trường THPT Cao Bá Quát và Quốc Oai, thu thập qua phiếu hỏi, bảng kiểm quan sát và kết quả bài kiểm tra. Phương pháp phân tích dữ liệu sử dụng thống kê mô tả và phân tích so sánh nhằm đánh giá mức độ hứng thú và hiệu quả học tập trước và sau khi áp dụng công nghệ hình ảnh trong dạy học. Cỡ mẫu được chọn theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện, đảm bảo đại diện cho đối tượng nghiên cứu. Timeline nghiên cứu kéo dài trong năm học 2019-2020, bao gồm các giai đoạn thiết kế chủ đề, tổ chức thực nghiệm sư phạm, thu thập và xử lý dữ liệu, đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Mức độ ứng dụng CNTT trong dạy và học môn Hóa học còn hạn chế: 43% giáo viên thường xuyên sử dụng CNTT trong giảng dạy, trong khi chỉ 30% học sinh thường xuyên ứng dụng CNTT trong học tập. Điều này cho thấy sự chênh lệch giữa việc áp dụng công nghệ của giáo viên và học sinh.

  2. Sử dụng phần mềm GIS-Story Map chưa phổ biến: Chỉ có khoảng 12/14 giáo viên và 1038/1195 học sinh sử dụng phần mềm này. Tần suất sử dụng chủ yếu là thỉnh thoảng (41.3% giáo viên, 42.2% học sinh), với 33% giáo viên và 46% học sinh đã sử dụng trên 1 năm.

  3. Hiệu quả của công nghệ hình ảnh trong dạy học: 18.2% giáo viên đánh giá Story Map giúp giờ học sinh động, kích thích hứng thú học tập và kết nối kiến thức với thực tiễn. Học sinh cũng phản hồi tích cực với mức độ hứng thú tăng lên khi có minh họa trực quan bằng công nghệ (điểm trung bình 3.37 trên thang 5).

  4. Khó khăn trong việc sử dụng công nghệ: 25% giáo viên cho biết tốn nhiều thời gian và công sức xây dựng nguồn dữ liệu là trở ngại lớn nhất. Học sinh gặp khó khăn do thiếu trang bị máy tính tại trường (26%) và thiếu kỹ năng sử dụng phần mềm.

  5. Thực trạng hứng thú học tập môn Hóa học: 57% học sinh không xung phong phát biểu trong giờ học, 50% học sinh không hứng thú nhưng vẫn thực hiện nhiệm vụ học tập. Chỉ 14% học sinh rất hứng thú và hoàn thành tốt nhiệm vụ. Đa số học sinh tự đánh giá trình độ học lực môn Hóa học ở mức trung bình (57%), với 17% học lực yếu.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc ứng dụng công nghệ hình ảnh, đặc biệt là GIS-Story Map, có tác động tích cực đến hứng thú và hiệu quả học tập môn Hóa học. Việc chuyển đổi nội dung học tập từ kênh chữ sang kênh hình trực quan giúp học sinh dễ tiếp cận kiến thức phức tạp về nhôm, sắt, đồng thời kích thích sự chủ động và sáng tạo trong học tập. Tuy nhiên, sự hạn chế về trang thiết bị và kỹ năng sử dụng công nghệ của giáo viên và học sinh là rào cản cần khắc phục. So sánh với các nghiên cứu trong và ngoài nước, kết quả tương đồng với nhận định rằng công nghệ GIS hỗ trợ phát triển tư duy và thái độ tích cực của học sinh. Việc tổ chức dạy học theo chủ đề có sử dụng CNHA góp phần nâng cao chất lượng dạy và học, phù hợp với xu hướng đổi mới giáo dục hiện nay. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tần suất sử dụng phần mềm, biểu đồ đánh giá hiệu quả và bảng phân bố mức độ hứng thú học tập để minh họa rõ nét hơn.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường đào tạo kỹ năng sử dụng công nghệ cho giáo viên: Tổ chức các khóa bồi dưỡng chuyên môn về ứng dụng GIS-Story Map và các phần mềm hỗ trợ dạy học khác nhằm nâng cao năng lực CNTT cho giáo viên trong vòng 6 tháng tới, do phòng Giáo dục và nhà trường phối hợp thực hiện.

  2. Trang bị đầy đủ thiết bị công nghệ cho trường học: Đầu tư máy tính, thiết bị trình chiếu và kết nối Internet ổn định tại các phòng học để đảm bảo học sinh có điều kiện tiếp cận công nghệ trong học tập, ưu tiên triển khai trong năm học tiếp theo.

  3. Xây dựng và chia sẻ nguồn dữ liệu dạy học số hóa: Phát triển bộ cơ sở dữ liệu bài giảng, hình ảnh, mô phỏng về chủ đề nhôm, sắt trên nền tảng GIS để giáo viên dễ dàng sử dụng và cập nhật, hoàn thành trong vòng 1 năm.

  4. Khuyến khích tổ chức các hoạt động dạy học tích cực theo chủ đề: Áp dụng phương pháp dạy học nhóm, dự án và giải quyết vấn đề kết hợp công nghệ hình ảnh nhằm tăng cường sự tương tác, phát triển kỹ năng và hứng thú học tập của học sinh, triển khai thí điểm trong các lớp 12 trong học kỳ tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Hóa học THPT: Nghiên cứu cung cấp phương pháp và công cụ thiết kế bài giảng theo chủ đề có ứng dụng công nghệ hình ảnh, giúp nâng cao hiệu quả giảng dạy và kích thích hứng thú học sinh.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Tham khảo để xây dựng chính sách đầu tư trang thiết bị CNTT, tổ chức đào tạo nâng cao năng lực CNTT cho giáo viên, đồng thời phát triển chương trình đào tạo phù hợp với xu hướng đổi mới giáo dục.

  3. Sinh viên ngành Sư phạm Hóa học: Tài liệu tham khảo hữu ích trong việc hiểu và áp dụng các phương pháp dạy học tích cực, công nghệ GIS trong giảng dạy môn Hóa học.

  4. Nhà nghiên cứu giáo dục: Cung cấp cơ sở lý luận và thực nghiệm về ứng dụng công nghệ hình ảnh trong dạy học, làm nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo về đổi mới phương pháp dạy học và phát triển năng lực học sinh.

Câu hỏi thường gặp

  1. Công nghệ GIS-Story Map là gì và có vai trò gì trong dạy học Hóa học?
    GIS-Story Map là phần mềm kết hợp bản đồ tương tác với nội dung đa phương tiện, giúp chuyển đổi dữ liệu chữ thành hình ảnh trực quan. Trong dạy học Hóa học, nó hỗ trợ minh họa các kiến thức về phân bố, trạng thái tự nhiên của kim loại, giúp học sinh dễ hiểu và hứng thú hơn.

  2. Làm thế nào để tăng cường hứng thú học tập môn Hóa học cho học sinh?
    Sử dụng các phương pháp dạy học tích cực như dạy học theo chủ đề, kết hợp công nghệ hình ảnh để tạo môi trường học tập sinh động, kích thích sự chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

  3. Khó khăn phổ biến khi áp dụng công nghệ hình ảnh trong dạy học là gì?
    Khó khăn chính gồm thiếu trang thiết bị công nghệ, giáo viên và học sinh chưa thành thạo kỹ năng sử dụng phần mềm, tốn thời gian xây dựng nguồn dữ liệu và thiếu sự hỗ trợ kỹ thuật từ nhà trường.

  4. Phương pháp dạy học theo chủ đề có ưu điểm gì so với phương pháp truyền thống?
    Phương pháp này giúp kiến thức được tổ chức hệ thống, logic, liên kết với thực tiễn, tăng cường kỹ năng làm việc nhóm, phát triển năng lực tư duy và khả năng vận dụng kiến thức của học sinh.

  5. Làm thế nào để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng công nghệ hình ảnh trong dạy học?
    Có thể sử dụng các công cụ như phiếu hỏi, bảng kiểm quan sát mức độ hứng thú, kết quả bài kiểm tra và so sánh điểm số trước và sau khi áp dụng công nghệ để đánh giá sự thay đổi về hứng thú và kết 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 chuyển đổi nội dung học tập thành hình ảnh trực quan, kích thích sự tích cực và chủ động của học sinh.
  • Khó khăn chính là thiếu trang thiết bị, kỹ năng sử dụng công nghệ và thời gian xây dựng nguồn dữ liệu, cần có giải pháp hỗ trợ từ nhà trường và ngành giáo dục.
  • Phương pháp dạy học theo chủ đề kết hợp công nghệ hình ảnh phù hợp với đặc điểm tâm lý lứa tuổi học sinh THPT, góp phần đổi mới phương pháp dạy học.
  • Các bước tiếp theo bao gồm đào tạo giáo viên, đầu tư thiết bị, phát triển nguồn dữ liệu số và mở rộng áp dụng mô hình trong các trường THPT khác.

Hành động ngay hôm nay: Các nhà quản lý và giáo viên hãy bắt đầu triển khai đào tạo kỹ năng CNTT, đồng thời thử nghiệm áp dụng công nghệ hình ảnh trong các tiết học Hóa học để nâng cao chất lượng giáo dục và tạo hứng thú học tập cho học sinh.