Tổng quan nghiên cứu
Trong bối cảnh đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo giai đoạn 2021-2025, việc phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh trở thành một trong những mục tiêu trọng tâm của chương trình giáo dục phổ thông mới. Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo, năng lực tìm hiểu tự nhiên giúp học sinh chủ động thu thập, phân tích, xử lý thông tin và giải thích các hiện tượng tự nhiên, từ đó phát triển tư duy khoa học và kỹ năng giải quyết vấn đề. Môn Khoa học tự nhiên lớp 6, đặc biệt mạch nội dung “Chất và sự biến đổi của chất”, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển năng lực này.
Nghiên cứu được thực hiện tại Trường THCS - THPT Newton, Hà Nội, trong khoảng thời gian từ tháng 3/2023 đến tháng 1/2024, nhằm thiết kế và sử dụng website học tập hỗ trợ dạy học mạch nội dung “Chất và sự biến đổi của chất” để phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh lớp 6. Qua khảo sát thực trạng tại ba trường THCS trên địa bàn Hà Nội với 21 giáo viên và 93 học sinh, nghiên cứu nhận thấy phương pháp dạy học truyền thống vẫn chiếm ưu thế, trong khi việc sử dụng website học tập còn hạn chế do thiếu kinh nghiệm và thời gian chuẩn bị của giáo viên. Tuy nhiên, học sinh thể hiện sự hứng thú cao khi học qua website, cho thấy tiềm năng ứng dụng công nghệ thông tin trong đổi mới phương pháp dạy học.
Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng bộ tiêu chí đánh giá năng lực tìm hiểu tự nhiên, thiết kế website học tập phù hợp với mạch nội dung, đồng thời xây dựng kế hoạch dạy học vận dụng website nhằm nâng cao hiệu quả phát triển năng lực cho học sinh. Nghiên cứu góp phần làm rõ vai trò của website học tập trong việc đổi mới phương pháp dạy học tích cực, phát triển năng lực đặc thù của môn Khoa học tự nhiên, đồng thời cung cấp cơ sở thực tiễn cho việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục phổ thông.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu dựa trên mô hình dạy học 5E do Rodger W. Bybee và cộng sự phát triển, gồm năm giai đoạn: Gắn kết (Engage), Khám phá (Explore), Giải thích (Explain), Củng cố và mở rộng (Elaborate), Đánh giá (Evaluate). Mô hình này dựa trên thuyết kiến tạo nhận thức, giúp học sinh xây dựng kiến thức mới dựa trên trải nghiệm và kiến thức đã có, đồng thời phát triển kỹ năng tư duy và năng lực tìm hiểu tự nhiên. Các nghiên cứu quốc tế và trong nước đã chứng minh hiệu quả của mô hình 5E trong việc nâng cao hứng thú học tập và phát triển kỹ năng mềm cho học sinh.
Ngoài ra, nghiên cứu áp dụng các phương pháp dạy học tích cực như dạy học hợp tác nhóm và dạy học nêu và giải quyết vấn đề. Dạy học hợp tác nhóm tạo điều kiện cho học sinh trao đổi, thảo luận và phát huy tính sáng tạo, trong khi dạy học nêu và giải quyết vấn đề giúp học sinh phát triển kỹ năng tư duy phản biện và giải quyết các tình huống thực tiễn.
Về năng lực tìm hiểu tự nhiên, nghiên cứu tổng hợp các cấu trúc năng lực từ các tác giả trong và ngoài nước, đề xuất năm tiêu chí chính: (1) Đặt câu hỏi và lên kế hoạch thực hiện khám phá, (2) Thu thập và phân tích dữ liệu, (3) Trình bày và phân tích kết quả, (4) Bàn luận và đưa ra kết luận khoa học, (5) Viết báo cáo và thảo luận. Các tiêu chí này được cụ thể hóa thành các biểu hiện đánh giá rõ ràng, phù hợp với đối tượng học sinh lớp 6.
Website học tập được xem là phương tiện dạy học hiện đại, hỗ trợ giáo viên quản lý và tổ chức dạy học, đồng thời giúp học sinh chủ động tìm hiểu kiến thức thông qua các công cụ đa phương tiện như hình ảnh, video, thí nghiệm ảo và bài tập tương tác. Nghiên cứu lựa chọn các nền tảng thiết kế website phổ biến như WordPress, Joomla và Wix để xây dựng website học tập phù hợp với mạch nội dung “Chất và sự biến đổi của chất”.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp, kết hợp nghiên cứu lý luận và thực tiễn. Về lý luận, tác giả tổng hợp, phân tích các tài liệu, văn bản pháp luật, các nghiên cứu trước đây liên quan đến phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên và ứng dụng website trong dạy học.
Về thực tiễn, nghiên cứu tiến hành khảo sát thực trạng thiết kế và sử dụng website học tập qua bảng hỏi với 21 giáo viên và 93 học sinh tại ba trường THCS ở Hà Nội. Phương pháp chọn mẫu là mẫu thuận tiện, đảm bảo đại diện cho đối tượng nghiên cứu. Dữ liệu thu thập được xử lý bằng phương pháp thống kê mô tả và phân tích so sánh.
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại Trường THCS - THPT Newton với cỡ mẫu khoảng 62 học sinh lớp 6. Thời gian thực nghiệm kéo dài từ tháng 9/2023 đến tháng 1/2024. Trong quá trình thực nghiệm, giáo viên vận dụng website học tập theo mô hình 5E, kết hợp các phương pháp dạy học tích cực để phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh. Kết quả được đánh giá qua các công cụ như phiếu tự đánh giá, bảng kiểm quan sát, bài kiểm tra và sản phẩm học tập của học sinh.
Phương pháp xử lý dữ liệu sử dụng phần mềm thống kê toán học để phân tích kết quả khảo sát và thực nghiệm, đánh giá mức độ hiệu quả của việc sử dụng website học tập trong phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Thực trạng phương pháp dạy học và mức độ quan tâm của giáo viên: Qua khảo sát 21 giáo viên, 85% sử dụng phương pháp thuyết trình và vấn đáp thường xuyên, trong khi chỉ khoảng 40% áp dụng phương pháp làm việc nhóm và 30% sử dụng website học tập. Mức độ quan tâm đến phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên đạt khoảng 75%, tuy nhiên việc tổ chức dạy học theo hướng này còn hạn chế, chỉ khoảng 35% giáo viên thường xuyên tổ chức các hoạt động phát triển năng lực.
Khó khăn khi sử dụng website học tập: 90% giáo viên cho biết mất nhiều thời gian chuẩn bị, 70% thiếu kinh nghiệm thiết kế và vận dụng website, dẫn đến việc sử dụng website học tập chưa hiệu quả. Học sinh cũng gặp khó khăn trong việc chọn lọc thông tin do nguồn tài liệu phong phú nhưng chưa được hướng dẫn cụ thể.
Hứng thú và hiệu quả học tập của học sinh: 78% học sinh đồng ý và rất đồng ý với việc học qua website học tập, thể hiện sự hứng thú cao. Kết quả kiểm tra năng lực tìm hiểu tự nhiên sau thực nghiệm cho thấy học sinh đạt mức trung bình khá với điểm trung bình tăng 15% so với trước khi sử dụng website.
Đánh giá của giáo viên về hiệu quả các biện pháp dạy học: Phương pháp dạy học kết hợp website và mô hình 5E được đánh giá hiệu quả nhất với 80% giáo viên cho rằng giúp học sinh phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên tốt hơn so với phương pháp truyền thống. Các phương pháp khác như dạy học hợp tác nhóm và nêu giải quyết vấn đề cũng được đánh giá tích cực nhưng chưa được áp dụng rộng rãi.
Thảo luận kết quả
Kết quả nghiên cứu cho thấy việc vận dụng website học tập trong dạy học mạch nội dung “Chất và sự biến đổi của chất” theo mô hình 5E góp phần tích cực vào phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh lớp 6. Sự tăng trưởng điểm số và mức độ hứng thú học tập phản ánh hiệu quả của việc kết hợp công nghệ thông tin với phương pháp dạy học tích cực.
Nguyên nhân của những khó khăn trong việc sử dụng website chủ yếu do giáo viên chưa quen với công nghệ và thiếu thời gian chuẩn bị, điều này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về ứng dụng CNTT trong giáo dục phổ thông. Việc thiếu kỹ năng chọn lọc thông tin của học sinh cũng là thách thức cần được khắc phục thông qua hướng dẫn cụ thể và phát triển kỹ năng số.
So sánh với các nghiên cứu quốc tế, mô hình 5E kết hợp công nghệ số đã được chứng minh là hiệu quả trong việc phát triển kỹ năng tư duy và năng lực tìm hiểu tự nhiên. Nghiên cứu này bổ sung thêm bằng chứng thực tiễn tại Việt Nam, đặc biệt trong bối cảnh đổi mới chương trình giáo dục phổ thông.
Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tần suất sử dụng phương pháp dạy học, mức độ quan tâm của giáo viên, biểu đồ đánh giá hứng thú học sinh và bảng so sánh điểm số trước và sau thực nghiệm, giúp minh họa rõ nét hiệu quả của việc sử dụng website học tập.
Đề xuất và khuyến nghị
Tăng cường đào tạo và bồi dưỡng kỹ năng CNTT cho giáo viên: Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu về thiết kế và sử dụng website học tập, đặc biệt hướng dẫn cách tích hợp mô hình 5E trong dạy học. Mục tiêu nâng cao kỹ năng cho ít nhất 80% giáo viên trong vòng 12 tháng, do Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường đại học thực hiện.
Phát triển và phổ biến bộ công cụ, tài nguyên số hỗ trợ dạy học: Xây dựng các mẫu website học tập chuẩn, kèm theo hướng dẫn sử dụng và các bài giảng mẫu cho mạch nội dung “Chất và sự biến đổi của chất”. Thời gian triển khai trong 6 tháng, do các trường THCS phối hợp với trung tâm CNTT giáo dục thực hiện.
Tăng cường hướng dẫn kỹ năng tìm kiếm và xử lý thông tin cho học sinh: Lồng ghép các hoạt động phát triển kỹ năng số và năng lực tìm hiểu tự nhiên trong chương trình học, giúp học sinh biết cách chọn lọc và sử dụng thông tin hiệu quả. Thực hiện liên tục trong năm học, do giáo viên chủ nhiệm và giáo viên bộ môn phối hợp thực hiện.
Khuyến khích áp dụng phương pháp dạy học tích cực kết hợp công nghệ: Đẩy mạnh việc áp dụng mô hình 5E, dạy học hợp tác nhóm và dạy học nêu giải quyết vấn đề trong các tiết học, kết hợp sử dụng website học tập để nâng cao hiệu quả dạy và học. Mục tiêu đạt 70% tiết học áp dụng phương pháp tích cực trong vòng 2 năm, do Ban giám hiệu các trường THCS chỉ đạo.
Xây dựng hệ thống đánh giá năng lực tìm hiểu tự nhiên đa dạng và khách quan: Sử dụng kết hợp phiếu tự đánh giá, bảng kiểm quan sát, bài kiểm tra và sản phẩm học tập để đánh giá toàn diện năng lực học sinh. Triển khai trong năm học tiếp theo, do giáo viên bộ môn chủ trì.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Giáo viên môn Khoa học tự nhiên cấp THCS: Luận văn cung cấp cơ sở lý luận và thực tiễn về thiết kế, sử dụng website học tập kết hợp mô hình 5E để phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên, giúp giáo viên đổi mới phương pháp dạy học và nâng cao hiệu quả giảng dạy.
Nhà quản lý giáo dục và cán bộ chuyên môn: Tài liệu giúp hiểu rõ thực trạng, khó khăn và giải pháp ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học môn Khoa học tự nhiên, từ đó xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo và hỗ trợ phù hợp.
Sinh viên, nghiên cứu sinh ngành Giáo dục học và Công nghệ giáo dục: Luận văn là nguồn tham khảo quý giá về phương pháp nghiên cứu, thiết kế website học tập và phát triển năng lực đặc thù trong giáo dục phổ thông, hỗ trợ cho các đề tài nghiên cứu tương tự.
Nhà phát triển phần mềm giáo dục và thiết kế nội dung số: Cung cấp thông tin về yêu cầu, cấu trúc nội dung và tính năng cần thiết của website học tập phục vụ phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên, giúp thiết kế sản phẩm phù hợp với nhu cầu giáo dục hiện đại.
Câu hỏi thường gặp
Website học tập có thực sự giúp phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh không?
Có, nghiên cứu cho thấy học sinh học qua website học tập có mức độ hứng thú cao và điểm số năng lực tìm hiểu tự nhiên tăng khoảng 15% so với trước khi sử dụng. Website cung cấp môi trường học tập tương tác, đa phương tiện giúp học sinh chủ động khám phá kiến thức.Mô hình dạy học 5E được áp dụng như thế nào trong việc sử dụng website học tập?
Mô hình 5E gồm 5 giai đoạn: Gắn kết, Khám phá, Giải thích, Củng cố và mở rộng, Đánh giá. Website học tập được thiết kế để hỗ trợ từng giai đoạn này, ví dụ cung cấp video thí nghiệm ảo ở giai đoạn Khám phá, bài tập tương tác ở giai đoạn Củng cố, giúp học sinh xây dựng kiến thức một cách hệ thống.Khó khăn lớn nhất của giáo viên khi sử dụng website học tập là gì?
Khó khăn chính là mất nhiều thời gian chuẩn bị và thiếu kinh nghiệm thiết kế, vận dụng website hiệu quả trong dạy học. Điều này đòi hỏi cần có các khóa đào tạo và hỗ trợ kỹ thuật để giáo viên làm quen và sử dụng thành thạo công cụ này.Làm thế nào để đánh giá chính xác năng lực tìm hiểu tự nhiên của học sinh?
Cần sử dụng kết hợp nhiều công cụ đánh giá như phiếu tự đánh giá, bảng kiểm quan sát, bài kiểm tra và sản phẩm học tập. Việc đánh giá đa dạng giúp phản ánh toàn diện năng lực của học sinh, từ kỹ năng đặt câu hỏi, thu thập dữ liệu đến phân tích và trình bày kết quả.Website học tập có phù hợp với tất cả học sinh không?
Website học tập phù hợp với đa số học sinh, đặc biệt là học sinh cấp THCS có khả năng sử dụng công nghệ thông tin cơ bản. Tuy nhiên, cần có hướng dẫn và hỗ trợ để học sinh biết cách chọn lọc thông tin và sử dụng hiệu quả, tránh bị quá tải bởi lượng tài liệu phong phú.
Kết luận
- Nghiên cứu đã thiết kế và sử dụng thành công website học tập hỗ trợ dạy học mạch nội dung “Chất và sự biến đổi của chất” nhằm phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh lớp 6 tại Trường THCS - THPT Newton, Hà Nội.
- Mô hình dạy học 5E kết hợp website học tập giúp tăng cường hứng thú học tập và nâng cao điểm số năng lực tìm hiểu tự nhiên của học sinh khoảng 15%.
- Giáo viên còn gặp nhiều khó khăn về kỹ năng và thời gian khi sử dụng website, cần được đào tạo và hỗ trợ kỹ thuật.
- Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng website học tập trong dạy học, bao gồm đào tạo giáo viên, phát triển tài nguyên số, hướng dẫn kỹ năng tìm kiếm thông tin cho học sinh.
- Nghiên cứu mở ra hướng đi mới cho việc đổi mới phương pháp dạy học tích cực, ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục phổ thông, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn Khoa học tự nhiên.
Tiếp theo, cần triển khai các khóa đào tạo kỹ năng CNTT cho giáo viên, hoàn thiện website học tập và mở rộng thực nghiệm tại các trường THCS khác. Mời các nhà giáo dục, quản lý và phát triển công nghệ giáo dục cùng tham gia ứng dụng và phát triển mô hình này để nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện.