Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ 4.0, việc nâng cao năng lực thực hành thí nghiệm (NL THTN) cho học sinh trung học phổ thông (THPT) trở thành một yêu cầu cấp thiết nhằm đáp ứng nhu cầu đổi mới giáo dục. Theo nghị quyết số 29-NQ/TW của Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XI, giáo dục phổ thông cần chú trọng phát triển năng lực thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Tuy nhiên, thực trạng tại một số trường THPT tỉnh Tiền Giang cho thấy NL THTN của học sinh lớp 10 còn ở mức yếu và trung bình, với khoảng 60% học sinh chưa đạt mức khá trở lên. Mục tiêu nghiên cứu nhằm đề xuất các biện pháp phát triển NL THTN cho học sinh trong dạy học Hóa học phần vô cơ lớp 10 THPT, với phạm vi nghiên cứu từ tháng 9/2016 đến tháng 9/2017 tại một số trường THPT tỉnh Tiền Giang. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dạy học Hóa học, góp phần phát triển toàn diện năng lực học sinh, đặc biệt trong lĩnh vực thực hành thí nghiệm, qua đó đáp ứng yêu cầu đổi mới chương trình giáo dục phổ thông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết năng lực: Năng lực được hiểu là khả năng thực hiện hiệu quả các hành động dựa trên kiến thức, kỹ năng và thái độ. NL THTN là khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng thực nghiệm cùng thái độ tích cực để giải quyết các vấn đề thực tiễn trong hóa học.

  • Mô hình phát triển năng lực thực hành thí nghiệm: Cấu trúc NL THTN gồm các thành phần như lập kế hoạch thí nghiệm, bảo quản dụng cụ, tiến hành thí nghiệm, quan sát và xử lý kết quả, rút ra kết luận. Mỗi thành phần được đánh giá qua các mức độ biểu hiện từ thấp đến cao.

  • Phương pháp dạy học nhóm theo cấu trúc Jigsaw: Đây là phương pháp hợp tác học tập, trong đó học sinh được phân công nghiên cứu các phần nội dung khác nhau, sau đó chia sẻ kiến thức trong nhóm để cùng nhau hoàn thiện bài học, giúp phát triển kỹ năng hợp tác và năng lực thực hành.

  • Phương pháp thực hành thí nghiệm và bài tập thực nghiệm: Thí nghiệm được sử dụng như công cụ để hình thành và phát triển năng lực thực hành, giúp học sinh cụ thể hóa kiến thức lý thuyết, rèn luyện kỹ năng và thái độ khoa học.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu được thu thập từ khảo sát 40 giáo viên và 200 học sinh lớp 10 tại các trường THPT thuộc tỉnh Tiền Giang, kết hợp với tài liệu lý luận, chương trình giáo dục và các nghiên cứu trước đó.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý số liệu định lượng từ bảng hỏi, đánh giá mức độ phát triển NL THTN, mức độ quan tâm của giáo viên và tần suất áp dụng các biện pháp phát triển NL. Phân tích so sánh kết quả trước và sau thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm định hiệu quả các biện pháp đề xuất.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 9/2016 đến tháng 9/2017, bao gồm giai đoạn khảo sát thực trạng, đề xuất biện pháp, thiết kế kế hoạch bài dạy và thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng năng lực thực hành thí nghiệm của học sinh: Khoảng 60% học sinh được khảo sát có năng lực thực hành thí nghiệm ở mức yếu và trung bình, chỉ khoảng 14,5% đạt mức khá trở lên. Việc rèn luyện kỹ năng thí nghiệm chưa được thực hiện thường xuyên, với 41,5% học sinh cho biết hiếm khi được làm bài tập có nội dung thực nghiệm.

  2. Mức độ quan tâm và áp dụng biện pháp của giáo viên: 70% giáo viên rất quan tâm hoặc quan tâm đến việc phát triển NL THTN cho học sinh, nhưng 57,5% chỉ phát triển năng lực này cho học sinh ở mức hiếm khi, 22,5% thỉnh thoảng. Việc sử dụng các biện pháp như bài tập thực nghiệm, phương pháp thí nghiệm và dạy học nhóm theo cấu trúc Jigsaw còn hạn chế, với tỷ lệ sử dụng thường xuyên chỉ chiếm khoảng 25-32,5%.

  3. Hiệu quả của các biện pháp phát triển NL THTN: Thực nghiệm sư phạm cho thấy việc kết hợp phương pháp dạy học nhóm theo cấu trúc Jigsaw trong tiết thực hành, sử dụng thí nghiệm trong tiết dạy bài mới và bài tập thực nghiệm trong tiết ôn tập đã nâng cao đáng kể năng lực thực hành thí nghiệm của học sinh. Điểm trung bình năng lực thực hành thí nghiệm của nhóm thực nghiệm tăng khoảng 20-30% so với nhóm đối chứng.

  4. Mức độ hứng thú học tập môn Hóa học: Học sinh có xu hướng tăng hứng thú học tập khi được tham gia thực hành thí nghiệm tích cực, góp phần nâng cao hiệu quả tiếp thu kiến thức và phát triển kỹ năng thực hành.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của thực trạng NL THTN còn thấp là do thời lượng tiết thực hành thí nghiệm trong chương trình chỉ chiếm khoảng 10% tổng số tiết môn Hóa học, chưa đủ để học sinh phát triển toàn diện năng lực. Bên cạnh đó, điều kiện cơ sở vật chất và sự hỗ trợ chuẩn bị dụng cụ, hóa chất còn hạn chế, ảnh hưởng đến việc tổ chức các tiết thực hành hiệu quả. So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả tương đồng với nhận định rằng việc phát triển NL THTN cần được tích hợp trong toàn bộ quá trình dạy học, không chỉ trong các tiết thực hành riêng biệt.

Việc áp dụng phương pháp dạy học nhóm theo cấu trúc Jigsaw giúp tăng cường sự chủ động, hợp tác và trách nhiệm của học sinh trong quá trình học tập, từ đó nâng cao năng lực thực hành. Sử dụng thí nghiệm trong tiết dạy bài mới và bài tập thực nghiệm trong ôn tập giúp học sinh củng cố kiến thức và kỹ năng một cách sinh động, thực tế hơn. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh điểm năng lực thực hành thí nghiệm trước và sau thực nghiệm giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng, minh họa sự cải thiện rõ rệt.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường áp dụng phương pháp dạy học nhóm theo cấu trúc Jigsaw trong các tiết thực hành thí nghiệm: Giáo viên cần được đào tạo và hướng dẫn áp dụng phương pháp này nhằm phát triển kỹ năng hợp tác và năng lực thực hành cho học sinh. Thời gian thực hiện: ngay trong năm học tiếp theo; chủ thể thực hiện: phòng giáo dục và các trường THPT.

  2. Kết hợp thí nghiệm thực tế trong các tiết dạy bài mới: Khuyến khích giáo viên tổ chức các thí nghiệm nhỏ do học sinh tự thực hiện hoặc quan sát để tăng cường sự chủ động và hứng thú học tập. Thời gian thực hiện: triển khai dần trong các học kỳ; chủ thể thực hiện: giáo viên bộ môn.

  3. Sử dụng bài tập thực nghiệm trong các tiết ôn tập và luyện tập: Thiết kế các bài tập có nội dung thực nghiệm để học sinh vận dụng kiến thức và kỹ năng đã học, giúp củng cố và nâng cao năng lực thực hành. Thời gian thực hiện: áp dụng trong các kỳ ôn tập; chủ thể thực hiện: giáo viên bộ môn.

  4. Cải thiện điều kiện cơ sở vật chất và hỗ trợ chuẩn bị dụng cụ, hóa chất: Các trường cần đầu tư trang thiết bị, hóa chất và có nhân viên hỗ trợ chuẩn bị để giáo viên dễ dàng tổ chức các tiết thực hành hiệu quả. Thời gian thực hiện: kế hoạch đầu tư trong 1-2 năm; chủ thể thực hiện: ban giám hiệu nhà trường và các cơ quan quản lý giáo dục.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Hóa học THPT: Nghiên cứu cung cấp các biện pháp và công cụ đánh giá năng lực thực hành thí nghiệm, giúp giáo viên đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao hiệu quả giảng dạy.

  2. Nhà quản lý giáo dục và chuyên viên đào tạo: Tham khảo để xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo giáo viên và đầu tư cơ sở vật chất phù hợp nhằm phát triển năng lực thực hành cho học sinh.

  3. Sinh viên ngành Sư phạm Hóa học: Tài liệu tham khảo hữu ích trong việc hiểu rõ về năng lực thực hành thí nghiệm, phương pháp dạy học tích cực và thiết kế bài giảng hiệu quả.

  4. Các nhà nghiên cứu giáo dục: Cung cấp cơ sở lý luận và thực tiễn về phát triển năng lực thực hành thí nghiệm, làm nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực đổi mới phương pháp dạy học.

Câu hỏi thường gặp

  1. Năng lực thực hành thí nghiệm là gì?
    Năng lực thực hành thí nghiệm là khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng và thái độ tích cực để tiến hành thí nghiệm, quan sát, xử lý kết quả và rút ra kết luận một cách hiệu quả trong các tình huống thực tế.

  2. Tại sao năng lực thực hành thí nghiệm quan trọng trong dạy học Hóa học?
    Thí nghiệm giúp học sinh cụ thể hóa kiến thức lý thuyết, phát triển kỹ năng thực hành, tư duy khoa học và thái độ tích cực, từ đó nâng cao chất lượng học tập và ứng dụng kiến thức vào thực tiễn.

  3. Phương pháp dạy học nhóm theo cấu trúc Jigsaw có ưu điểm gì?
    Phương pháp này thúc đẩy sự hợp tác, chia sẻ kiến thức giữa học sinh, tăng cường sự chủ động và trách nhiệm cá nhân, giúp phát triển toàn diện năng lực thực hành và kỹ năng xã hội.

  4. Làm thế nào để đánh giá năng lực thực hành thí nghiệm của học sinh?
    Có thể sử dụng thang đo năng lực với các tiêu chí cụ thể như lập kế hoạch, bảo quản dụng cụ, tiến hành thí nghiệm, quan sát, xử lý kết quả và rút ra kết luận, kết hợp với rubric đánh giá thao tác và bài thu hoạch thí nghiệm.

  5. Các biện pháp nào giúp phát triển năng lực thực hành thí nghiệm hiệu quả?
    Kết hợp dạy học nhóm theo cấu trúc Jigsaw, sử dụng thí nghiệm trong tiết dạy bài mới, áp dụng bài tập thực nghiệm trong ôn tập và cải thiện điều kiện cơ sở vật chất là những biện pháp hiệu quả đã được kiểm chứng.

Kết luận

  • Năng lực thực hành thí nghiệm của học sinh lớp 10 THPT tại một số trường tỉnh Tiền Giang còn ở mức thấp, cần được phát triển mạnh mẽ hơn.
  • Giáo viên quan tâm đến phát triển NL THTN nhưng còn hạn chế trong việc áp dụng các biện pháp tích cực và tổ chức thực hành thường xuyên.
  • Việc áp dụng phương pháp dạy học nhóm theo cấu trúc Jigsaw kết hợp với thí nghiệm trong tiết dạy bài mới và bài tập thực nghiệm trong ôn tập đã nâng cao hiệu quả phát triển NL THTN.
  • Cần có sự đầu tư về cơ sở vật chất và hỗ trợ chuẩn bị dụng cụ, hóa chất để tạo điều kiện thuận lợi cho việc tổ chức các tiết thực hành.
  • Đề xuất các biện pháp cụ thể nhằm phát triển NL THTN sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học Hóa học, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục phổ thông.

Hành động tiếp theo: Các trường THPT và giáo viên nên triển khai áp dụng các biện pháp đề xuất trong năm học tới, đồng thời phối hợp với các cơ quan quản lý giáo dục để cải thiện điều kiện thực hành thí nghiệm. Độc giả quan tâm có thể liên hệ để nhận bản đầy đủ luận văn nhằm áp dụng hiệu quả trong thực tiễn giảng dạy.