Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Nghị quyết số 29-NQ/TW của Hội nghị Trung ương 8 (Khóa XI) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đã xác định định hướng chuyển mạnh quá trình giáo dục từ trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học. Mục tiêu này được luật hóa tại Điều 39 Luật Giáo dục năm 2019 và cụ thể hóa trong Chuẩn nghề nghiệp giáo viên cơ sở giáo dục phổ thông theo Thông tư số 20/2018/TT-BGDĐT, đòi hỏi người giáo viên phải có khả năng vận dụng phương pháp dạy học, sử dụng phương tiện dạy học hiệu quả nhằm đáp ứng Chương trình giáo dục phổ thông môn Hóa học năm 2018.

Đối với sinh viên ngành Sư phạm Hóa học, năng lực dạy học thí nghiệm là một bộ phận cấu thành trọng yếu của năng lực dạy học bộ môn. Dù học phần "Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học Hóa học" giữ vai trò trực tiếp trong việc rèn luyện kĩ năng thao tác và năng lực tổ chức dạy học thực hành, song thực tế đào tạo tại các trường sư phạm cho thấy việc nghiên cứu phát triển năng lực dạy học thí nghiệm chưa được tiến hành một cách có hệ thống, thiếu khung năng lực chuẩn hóa và các biện pháp sư phạm cụ thể. Do đó, việc xây dựng khung năng lực dạy học thí nghiệm, thiết kế giáo trình điện tử và vận dụng phương pháp dạy học vi mô nhằm nâng cao chất lượng đào tạo sinh viên sư phạm Hóa học là vấn đề cấp thiết.

Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu và đề xuất các biện pháp phát triển năng lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm Hóa học thông qua học phần "Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học Hóa học ở trường phổ thông", góp phần phát triển năng lực dạy học và nâng cao chất lượng đào tạo giáo viên Hóa học tại các trường đại học.

Nhiệm vụ nghiên cứu

Luận án xác định 4 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Nghiên cứu cơ sở lí luận về năng lực, năng lực dạy học, năng lực dạy học thí nghiệm; đổi mới phương pháp dạy học đại học theo định hướng phát triển năng lực; phương pháp dạy học vi mô, phương pháp đóng vai; vai trò của công nghệ thông tin và giáo trình điện tử; khảo sát thực trạng phát triển năng lực dạy học thí nghiệm tại một số trường đại học và phân tích chương trình học phần "Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học Hóa học".
  2. Xây dựng cấu trúc khung năng lực dạy học thí nghiệm và thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm Hóa học.
  3. Đề xuất các biện pháp phát triển năng lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên thông qua học phần: Biện pháp 1 (Xây dựng và sử dụng giáo trình điện tử) và Biện pháp 2 (Sử dụng phương pháp dạy học vi mô).
  4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại các cơ sở đào tạo để kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất.

Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Khách thể nghiên cứu: Quá trình đào tạo sinh viên sư phạm Hóa học tại các trường đại học.
  • Đối tượng nghiên cứu: Năng lực dạy học thí nghiệm và các biện pháp phát triển năng lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm Hóa học thông qua học phần "Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học Hóa học".
  • Phạm vi nội dung: Phát triển năng lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm Hóa học qua việc dạy học học phần "Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học Hóa học".
  • Phạm vi không gian (địa bàn nghiên cứu): Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Trường Đại học Vinh, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, Trường Đại học Đồng Tháp.
  • Phạm vi thời gian: Quá trình nghiên cứu và thực nghiệm được tiến hành từ tháng 12/2014 đến tháng 12/2018.

Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế được giáo trình điện tử "Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học Hóa học", đồng thời sử dụng giáo trình điện tử đã thiết kế kết hợp với phương pháp dạy học vi mô trong dạy học học phần một cách hợp lí và hiệu quả thì sẽ phát triển được năng lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên, từ đó góp phần phát triển năng lực dạy học cho sinh viên sư phạm Hóa học ở các trường đại học.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trên thế giới

  1. Nghiên cứu về năng lực và phát triển năng lực dạy học:
    • Từ những năm 1960 tại Liên Xô và Đông Âu, N. V. Kuzmina (1967) đã phân tích cấu trúc năng lực và xác định các kĩ năng cơ bản của người giáo viên cần được phát triển trong trường sư phạm.
    • Tại các nước phương Tây, quan điểm đào tạo sư phạm dựa trên thực hành và phân chia giai đoạn được khởi xướng từ các luận điểm của J. Pojoux (1926).
    • Mô hình Giáo dục dựa trên năng lực (Competency-Based Education - CBE) phát triển mạnh mẽ từ thập niên 1970 tại Hoa Kỳ và các quốc gia thuộc OECD (F. Weinert, 2001), chuyển trọng tâm từ tích lũy kiến thức sang việc đo lường khả năng thực hiện nhiệm vụ trong các bối cảnh thực tiễn.
  2. Ứng dụng công nghệ thông tin và đa phương tiện trong giáo dục Hóa học:
    • Các công trình quốc tế đã tập trung khai thác phần mềm Macromedia Flash, mô phỏng hóa học 2D/3D, môi trường thực tế ảo và bảng tương tác để hỗ trợ trực quan hóa các khái niệm trừu tượng (Barnea & Dori, 1999; Sanger & Greenbowe, 2000; Dori & Barak, 2001; Rodrigues et al., 2001; Jimoyiannis & Komis, 2001). Việc số hóa tài liệu thành sách giáo khoa điện tử và hệ thống học liệu tương tác trực tuyến được chứng minh có tác dụng nâng cao nhận thức và sự tham gia của sinh viên.

Các hướng nghiên cứu tại Việt Nam

  1. Ứng dụng công nghệ thông tin và xây dựng giáo trình điện tử môn Hóa học:
    • Dương Huy Cẩn (2004) ứng dụng công nghệ thông tin xây dựng tài liệu hỗ trợ tự học theo môđun.
    • Nguyễn Thị Kim Ánh (2009) xây dựng giáo trình điện tử hỗ trợ tự học và thiết kế bài giảng trực tuyến.
    • Bùi Thị Hạnh (2009), Phạm Ngọc Sơn (2014) đề xuất các biện pháp thiết kế tư liệu điện tử, giáo án điện tử, mô phỏng và phim thí nghiệm hỗ trợ dạy học Hóa học hữu cơ.
    • Cao Cự Giác (2004, 2011), Trần Trung Ninh (2010) biên soạn các tài liệu chuyên khảo về ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học Hóa học.
    • Các hệ thống giáo trình điện tử của Bộ Giáo dục và Đào tạo cùng hệ thống LMS tại Trường Đại học Cần Thơ, Trường Đại học Thủ Dầu Một, Trường Đại học Sư phạm TP.HCM chủ yếu lưu trữ văn bản định dạng PDF, Word, chưa tích hợp mạnh mẽ tính tương tác đa phương tiện.
  2. Phát triển năng lực nghề nghiệp cho sinh viên sư phạm Hóa học:
    • Cao Thị Thặng (2007) nghiên cứu phát triển năng lực nghề nghiệp tổng thể cho sinh viên sư phạm.
    • Nguyễn Thị Hồng Gấm (2012), Đinh Thị Hồng Minh (2013) nghiên cứu phát triển năng lực sáng tạo cho sinh viên qua dạy học Hóa vô cơ, Hóa hữu cơ và Lí luận dạy học.
    • Đặng Thị Thuận An (2016, 2017) nghiên cứu khung năng lực và biện pháp phát triển năng lực dạy học tích hợp.
    • Thái Hoài Minh (2017) xây dựng khung năng lực ứng dụng công nghệ thông tin cho sinh viên sư phạm Hóa học.
    • Phan Đồng Châu Thủy (2015) đề xuất biện pháp phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống.
    • Áp dụng dạy học vi mô: Nguyễn Thị Kim Ánh (2009) dùng dạy học vi mô rèn kĩ năng dạy học qua học phần thí nghiệm thực hành; Nguyễn Mậu Đức (2016) áp dụng dạy học vi mô trong nghiên cứu bài học ở học phần Phương pháp dạy học 2; Kiều Phương Hảo (2018) kết hợp dạy học vi mô và đóng vai trong rèn luyện nghiệp vụ sư phạm.

Khoảng trống nghiên cứu luận án giải quyết

Mặc dù việc ứng dụng công nghệ thông tin và rèn luyện kĩ năng sư phạm đã được tiếp cận dưới nhiều khía cạnh, nhưng chưa có công trình nào xây dựng một khung năng lực dạy học thí nghiệm hoàn chỉnh (kèm bộ tiêu chí và chỉ số hành vi đo lường cụ thể theo 4 mức độ) dành riêng cho sinh viên sư phạm Hóa học. Luận án giải quyết khoảng trống này bằng cách chuẩn hóa cấu trúc năng lực dạy học thí nghiệm, xây dựng giáo trình điện tử có tính tương tác cao và thiết lập quy trình dạy học vi mô 6 bước áp dụng trực tiếp cho học phần "Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học Hóa học".

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

  • Khái niệm và cấu trúc năng lực: Luận án tiếp cận khái niệm năng lực theo hướng năng lực hành động/thực hiện (Bernd Meier & Nguyễn Văn Cường, 2014; F. Weinert, 2001). Cấu trúc năng lực được xây dựng theo mô hình tiếp cận bộ phận đa tầng bậc của Nguyễn Thị Lan Phương (2014), phân rã từ Năng lực tổng quát $\rightarrow$ Năng lực thành phần (hợp phần) $\rightarrow$ Tiêu chí (thành tố) $\rightarrow$ Chỉ số hành vi/Mức độ biểu hiện.
  • Năng lực dạy học thí nghiệm: Luận án xác định năng lực dạy học thí nghiệm là một nhánh chuyên biệt thuộc Tiêu chuẩn 4 (Năng lực dạy học) theo Chuẩn đầu ra trình độ đại học khối ngành sư phạm của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Năng lực này bao gồm hiểu biết kiến thức thực hành, khả năng tiến hành thí nghiệm an toàn, chuẩn xác, năng lực tổ chức cho học sinh hoạt động học tập qua thí nghiệm và năng lực sử dụng thí nghiệm để kiểm tra, đánh giá.
  • Các lý thuyết học tập nền tảng:
    • Thuyết hành vi: Học tập là sự thay đổi hành vi thông qua các kích thích và phản hồi; làm cơ sở cho việc chia nhỏ kĩ năng và rèn luyện lặp lại có chỉnh sửa qua dạy học vi mô.
    • Thuyết nhận thức: Học tập là quá trình xử lí thông tin; làm cơ sở cho việc thiết kế cấu trúc nội dung, bài tập tương tác và video mô phỏng trong giáo trình điện tử.
    • Thuyết kiến tạo: Người học tự kiến tạo tri thức dựa trên kinh nghiệm và tương tác bối cảnh; làm cơ sở cho việc tổ chức sinh viên trải nghiệm đóng vai giáo viên và xử lí tình huống sư phạm thực tế.
  • Phương pháp dạy học vi mô (Micro-teaching): Kế thừa mô hình của Trường Đại học Stanford (1963) và điều chỉnh thành quy trình chu trình 6 bước khép kín: (1) Soạn kế hoạch bài học (Plan) $\rightarrow$ (2) Dạy học và ghi hình (Teach) $\rightarrow$ (3) Đánh giá - Phản hồi qua video (Feedback) $\rightarrow$ (4) Soạn lại kế hoạch bài học (Replan) $\rightarrow$ (5) Dạy lại (Reteach) $\rightarrow$ (6) Đánh giá lại (Refeedback).
  • Lí thuyết về giáo trình điện tử: Phân định 3 cấp độ giáo trình điện tử; luận án lựa chọn phát triển giáo trình điện tử ở cấp độ kết hợp đa phương tiện (văn bản, hình ảnh, âm thanh, video thí nghiệm thật, mô phỏng thí nghiệm tương tác, bài tập trắc nghiệm tự động chấm điểm).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

  • Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa và khái quát hóa các văn bản quy phạm pháp luật, chương trình đào tạo đại học, sách giáo khoa và các công trình khoa học trong và ngoài nước.
  • Phương pháp điều tra thực tiễn: Thiết kế phiếu hỏi và khảo sát bằng bảng hỏi đối với giảng viên và sinh viên sư phạm Hóa học tại các trường đại học nhằm thu thập số liệu về nhu cầu rèn luyện, mức độ thành thạo các kĩ năng thực hành và thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học.
  • Phương pháp chuyên gia: Lấy ý kiến các chuyên gia giáo dục, giảng viên phương pháp dạy học Hóa học về cấu trúc khung năng lực dạy học thí nghiệm và tính sư phạm của giáo trình điện tử.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm có đối chứng, đánh giá trước tác động (TTĐ) và sau tác động (STĐ) trên các nhóm sinh viên tại 4 trường đại học sư phạm.
  • Phương pháp thống kê toán học: Ứng dụng các công thức thống kê giáo dục để tính toán điểm trung bình ($\bar{X}$), độ lệch chuẩn ($S$), kiểm định tham số (Student $t$-test) nhằm xác định mức độ chênh lệch có ý nghĩa thống kê ($p < 0,05$), tính hệ số tương quan và vẽ đồ thị phân bố điểm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm Hóa học

Chương 1 hệ thống hóa các khái niệm nền tảng: năng lực, năng lực sư phạm, năng lực dạy học và năng lực dạy học thí nghiệm. Luận án phân tích vai trò cốt lõi của thí nghiệm trong dạy học Hóa học ở trường phổ thông: là phương tiện trực quan chủ đạo, cầu nối giữa lí thuyết và thực tiễn, rèn kĩ năng thực hành an toàn, phát triển tư duy khoa học và tạo hứng thú học tập. Đồng thời, chương này phân tích 3 phương thức sử dụng thí nghiệm theo hướng phát triển năng lực người học:

  1. Phương pháp nghiên cứu (nêu vấn đề $\rightarrow$ giả thuyết $\rightarrow$ làm thí nghiệm $\rightarrow$ phân tích hiện tượng $\rightarrow$ kết luận).
  2. Phương pháp giải quyết vấn đề (tạo mâu thuẫn nhận thức qua thí nghiệm $\rightarrow$ tìm giải pháp $\rightarrow$ thực thi thí nghiệm $\rightarrow$ giải quyết vấn đề).
  3. Phương pháp kiểm chứng/đối chứng (dự đoán tính chất $\rightarrow$ làm thí nghiệm kiểm tra $\rightarrow$ rút ra quy tắc).

Về mặt thực tiễn, chương 1 trình bày kết quả khảo sát thực trạng giảng dạy tại các trường đại học đào tạo giáo viên Hóa học. Kết quả điều tra bằng phiếu hỏi cho thấy đa số giảng viên và sinh viên đều nhận thức được tầm quan trọng của năng lực dạy học thí nghiệm, tuy nhiên mức độ thành thạo kĩ năng tổ chức dạy học bằng thí nghiệm của sinh viên còn hạn chế. Nguồn học liệu phục vụ học phần chủ yếu là tài liệu in truyền thống, thiếu tài liệu điện tử tích hợp video và mô phỏng tương tác; phương pháp rèn luyện trên lớp còn nặng về thao tác kĩ thuật đơn thuần, chưa chú trọng rèn luyện kĩ năng sư phạm đồng bộ.

Chương 2: Phát triển năng lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm Hóa học

Chương 2 là chương trọng tâm về mặt giải pháp, bao gồm các nội dung chính:

1. Xây dựng Khung năng lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm Hóa học

Khung năng lực được cấu trúc gồm 4 năng lực thành phần, 10 tiêu chí và bảng mô tả cụ thể theo 4 mức độ phát triển (Mức 1: Chưa đạt/Bắt đầu, Mức 2: Trung bình/Đang phát triển, Mức 3: Khá/Đạt chuẩn, Mức 4: Tốt/Thành thạo):

Năng lực thành phần Tiêu chí (TC) Nội dung cốt lõi của tiêu chí
NL1. Năng lực hiểu biết về thí nghiệm Hóa học TC1 Hiểu biết về mục đích, nội dung và các quy tắc an toàn phòng thí nghiệm
TC2 Hiểu biết về phương pháp, kĩ thuật sử dụng thí nghiệm trong dạy học
NL2. Năng lực tiến hành thí nghiệm Hóa học TC3 Kĩ năng chuẩn bị dụng cụ, hóa chất phục vụ thí nghiệm
TC4 Kĩ năng thực hiện các thao tác thí nghiệm chính xác, an toàn
TC5 Kĩ năng xử lí các tình huống bất thường và sự cố an toàn phòng thí nghiệm
NL3. Năng lực tổ chức dạy học bằng thí nghiệm TC6 Kĩ năng thiết kế kế hoạch bài dạy có sử dụng thí nghiệm
TC7 Kĩ năng biểu diễn thí nghiệm kết hợp lời nói và phương tiện trực quan
TC8 Kĩ năng hướng dẫn học sinh làm việc nhóm và tự tiến hành thí nghiệm
NL4. Năng lực kiểm tra, đánh giá và phát triển thí nghiệm TC9 Kĩ năng sử dụng thí nghiệm trong kiểm tra, đánh giá kết quả học tập
TC10 Kĩ năng cải tiến, chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản và thí nghiệm gắn với thực tiễn

2. Đề xuất 02 biện pháp sư phạm

  • Biện pháp 1: Xây dựng và sử dụng giáo trình điện tử "Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học Hóa học":
    • Xây dựng giáo trình điện tử tích hợp đầy đủ hệ thống bài thí nghiệm theo chương trình phổ thông, chia thành các môđun bài học. Mỗi môđun chứa: mục tiêu bài học, hướng dẫn thao tác, video thí nghiệm quay thực tế, thí nghiệm ảo mô phỏng (sử dụng Flash/phần mềm mô phỏng), hệ thống bài tập trắc nghiệm tương tác và danh mục các thí nghiệm vui gắn với đời sống thực tế.
    • Sử dụng giáo trình điện tử để hướng dẫn sinh viên tự chuẩn bị bài trước khi lên lớp, hỗ trợ nghiên cứu bài học trên lớp và tự đánh giá năng lực sau buổi học.
  • Biện pháp 2: Sử dụng phương pháp dạy học vi mô trong dạy học học phần:
    • Tổ chức cho sinh viên rèn luyện kĩ năng dạy học theo chu trình vi mô 6 bước kết hợp với phương pháp đóng vai (sinh viên lần lượt đóng vai giáo viên dạy một trích đoạn bài học từ 7-15 phút, các sinh viên còn lại đóng vai học sinh phổ thông).
    • Hoạt động dạy học vi mô được ghi hình trực tiếp để giảng viên và tập thể sinh viên xem lại, phân tích, phản hồi, chấm điểm theo phiếu đánh giá năng lực, sau đó sinh viên điều chỉnh giáo án và dạy lại để hoàn thiện kĩ năng.

3. Thiết kế công cụ đánh giá và kế hoạch bài học minh họa

  • Luận án thiết kế bộ công cụ đánh giá gồm: Thang đánh giá năng lực (Rubrics) theo 10 tiêu chí, đề kiểm tra đánh giá kiến thức/năng lực thực hành, bảng kiểm quan sát hành vi, phiếu đánh giá đồng đẳng và phiếu tự đánh giá của sinh viên.
  • Xây dựng giáo án minh họa chi tiết: Bài 2 "Các thí nghiệm về Halogen" ứng dụng giáo trình điện tử và tiến trình dạy học vi mô.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày toàn bộ quá trình và kết quả thực nghiệm sư phạm từ giai đoạn thử nghiệm đến đánh giá mở rộng tại 4 trường đại học:

  • Khảo sát đánh giá giáo trình điện tử: Tiến hành lấy ý kiến của giảng viên và sinh viên về 4 phương diện: hình thức giao diện, nội dung khoa học, tính khả thi và hiệu quả sư phạm. Kết quả thu được tỷ lệ đánh giá rất tích cực ở tất cả các tiêu chí.
  • Tổ chức thực nghiệm sư phạm: Triển khai qua 2 giai đoạn:
    • Đánh giá trước tác động (TTĐ): Kiểm tra trình độ đầu vào của nhóm thực nghiệm (TN) và nhóm đối chứng (ĐC), kết quả cho thấy năng lực ban đầu của hai nhóm là tương đương nhau ($p > 0,05$).
    • Tiến hành tác động: Nhóm đối chứng học theo phương pháp truyền thống; nhóm thực nghiệm học với giáo trình điện tử và phương pháp dạy học vi mô kết hợp đóng vai.
    • Đánh giá sau tác động (STĐ): Đo lường điểm bài kiểm tra năng lực và điểm đánh giá hành vi theo rubric tại từng cơ sở đào tạo (Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Trường Đại học Sư phạm TP.HCM, Trường Đại học Vinh, Trường Đại học Đồng Tháp).
  • Phân tích định lượng kết quả thực nghiệm:
Chỉ số thống kê Nhóm Thực nghiệm (TN) Nhóm Đối chứng (ĐC) Ý nghĩa thống kê
Điểm trung bình kiểm tra ($\bar{X}$) Cao hơn rõ rệt so với ĐC Thấp hơn nhóm TN Chênh lệch có ý nghĩa
Tỷ lệ điểm Khá - Giỏi Chiếm tỷ lệ vượt trội Chiếm tỷ lệ trung bình Phân bố lệch phải ở nhóm TN
Tỷ lệ điểm Trung bình - Yếu Giảm mạnh sau tác động Còn chiếm tỷ lệ đáng kể
Kiểm định Student ($t$-test) $t_{\text{thực nghiệm}} > t_{\text{lí thuyết}}$ $p < 0,05$ Bác bỏ giả thuyết $H_0$
Đánh giá 10 tiêu chí năng lực Điểm STĐ tăng ở cả 4 trường Mức độ tiến bộ thấp hơn Khẳng định tác động hiệu quả

Kết quả khảo sát sau thực nghiệm cho thấy đại đa số sinh viên bày tỏ sự hài lòng cao về môi trường học tập, tính trực quan của giáo trình điện tử và cơ hội rèn luyện phản xạ nghề nghiệp qua phương pháp dạy học vi mô.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lí luận

  1. Hệ thống hóa và làm sáng tỏ cơ sở lí luận về phát triển năng lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên ngành Sư phạm Hóa học trong bối cảnh đào tạo giáo viên theo định hướng tiếp cận năng lực và đáp ứng Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018.
  2. Xây dựng và chuẩn hóa Khung năng lực dạy học thí nghiệm dành cho sinh viên sư phạm Hóa học bao gồm 4 năng lực thành phần, 10 tiêu chí và bản mô tả chi tiết các chỉ số hành vi theo 4 mức độ đánh giá rõ ràng.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  1. Thiết kế hoàn chỉnh Giáo trình điện tử "Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học Hóa học" có cấu trúc sư phạm chặt chẽ, tích hợp hệ thống video thí nghiệm thực tế, mô phỏng thí nghiệm tương tác và phần mềm kiểm tra trắc nghiệm tự động, đóng vai trò vừa là nguồn học liệu vừa là công cụ tổ chức dạy học.
  2. Đề xuất quy trình sư phạm khả thi kết hợp việc sử dụng giáo trình điện tử và phương pháp dạy học vi mô (chu trình 6 bước có ghi hình - phản hồi) vào quá trình giảng dạy học phần Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học Hóa học.
  3. Thiết kế đồng bộ bộ công cụ đánh giá năng lực dạy học thí nghiệm (phiếu quan sát đánh giá, rubrics, bài kiểm tra, phiếu tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng) đã được kiểm chứng độ giá trị và độ tin cậy qua thực nghiệm tại 4 trường đại học sư phạm lớn.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Đối với Bộ Giáo dục và Đào tạo: Cần tiếp tục hoàn thiện các chuẩn chương trình đào tạo giáo viên theo tiếp cận năng lực, đầu tư nâng cấp cơ sở vật chất và trang thiết bị phòng thí nghiệm thực hành sư phạm tại các trường đại học.
  • Đối với các trường đại học sư phạm: Đưa giáo trình điện tử và phương pháp dạy học vi mô vào chương trình chi tiết của học phần "Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học Hóa học" và các học phần Rèn luyện nghiệp vụ sư phạm thường xuyên; trang bị hệ thống camera và phòng học vi mô chuyên dụng.
  • Đối với giảng viên bộ môn: Tích cực khai thác học liệu số, chuyển đổi vai trò từ truyền thụ thao tác sang tổ chức hoạt động, hướng dẫn sinh viên tự học và tăng cường phản hồi điều chỉnh qua băng ghi hình bài dạy vi mô.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Phạm vi triển khai thực nghiệm sư phạm mới chỉ tập trung tại 4 cơ sở đào tạo giáo viên Hóa học trọng điểm (Trường ĐHSP Hà Nội, Trường Đại học Vinh, Trường ĐHSP TPHCM, Trường Đại học Đồng Tháp) trong khoảng thời gian từ năm 2014 đến 2018.
  • Việc tổ chức dạy học vi mô đòi hỏi nhiều thời gian, công sức quản lí nhóm nhỏ và phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị ghi hình tại phòng thực hành bộ môn.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Tiếp tục cập nhật và hoàn thiện nội dung giáo trình điện tử để tương thích với toàn bộ các chủ đề thực hành mới trong sách giáo khoa Hóa học theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018.
  • Mở rộng phạm vi ứng dụng quy trình dạy học vi mô và bộ công cụ đánh giá năng lực sang các học phần Phương pháp dạy học Hóa học khác và áp dụng tại các khoa sư phạm Hóa học của các trường đại học, cao đẳng trên cả nước.
  • Nghiên cứu tích hợp hệ thống giáo trình điện tử vào các nền tảng học tập trực tuyến (LMS) hoàn chỉnh nhằm hỗ trợ đào tạo kết hợp (Blended Learning) và bồi dưỡng thường xuyên cho giáo viên Hóa học phổ thông.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao cho nhiều đối tượng trong lĩnh vực khoa học giáo dục:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Lí luận và phương pháp dạy học Hóa học: Tham khảo khung lí thuyết về cấu trúc năng lực dạy học, phương pháp luận nghiên cứu giáo dục thực nghiệm và kĩ thuật xử lí số liệu thống kê trong đánh giá năng lực.
  • Giảng viên bộ môn Phương pháp dạy học Hóa học tại các trường đại học sư phạm: Sử dụng trực tiếp Khung năng lực dạy học thí nghiệm (10 tiêu chí), bộ công cụ rubrics đánh giá, quy trình dạy học vi mô 6 bước và hệ thống học liệu trong giáo trình điện tử để đổi mới phương pháp giảng dạy học phần thực hành thí nghiệm.
  • Sinh viên ngành Sư phạm Hóa học: Sử dụng tài liệu và giáo trình điện tử để tự học, tự rèn luyện các kĩ năng biểu diễn thí nghiệm, kĩ năng tổ chức hoạt động học tập và tự đánh giá năng lực nghề nghiệp trước khi bước vào kì thực tập sư phạm.
  • Cán bộ quản lí đào tạo và phát triển chương trình: Tham khảo quy trình chuẩn hóa chuẩn đầu ra và tiêu chí đánh giá năng lực nghề nghiệp giáo viên phục vụ công tác kiểm định và cải tiến chương trình đào tạo sư phạm.

Câu hỏi thường gặp

1. Năng lực dạy học thí nghiệm của sinh viên sư phạm Hóa học được luận án cấu trúc thành những thành phần nào?

Cấu trúc năng lực dạy học thí nghiệm được xây dựng gồm 4 năng lực thành phần và 10 tiêu chí:

  • NL1: Năng lực hiểu biết về thí nghiệm Hóa học (TC1: Hiểu biết về mục đích, nội dung và an toàn; TC2: Hiểu biết về phương pháp và kĩ thuật sử dụng thí nghiệm).
  • NL2: Năng lực tiến hành thí nghiệm Hóa học (TC3: Kĩ năng chuẩn bị; TC4: Kĩ năng thao tác an toàn, chính xác; TC5: Kĩ năng xử lí tình huống sự cố).
  • NL3: Năng lực tổ chức dạy học bằng thí nghiệm (TC6: Kĩ năng thiết kế kế hoạch bài dạy; TC7: Kĩ năng biểu diễn kết hợp lời nói và trực quan; TC8: Kĩ năng hướng dẫn học sinh làm việc nhóm và thực hành).
  • NL4: Năng lực kiểm tra, đánh giá và phát triển thí nghiệm (TC9: Kĩ năng dùng thí nghiệm trong kiểm tra đánh giá; TC10: Kĩ năng cải tiến, sáng tạo thí nghiệm gắn với thực tiễn).

2. Hai biện pháp sư phạm chính được luận án đề xuất và kiểm nghiệm là gì?

Hai biện pháp sư phạm được đề xuất gồm:

  • Biện pháp 1: Xây dựng và sử dụng Giáo trình điện tử "Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học Hóa học" tích hợp đa phương tiện (video thí nghiệm thật, thí nghiệm mô phỏng, phần mềm trắc nghiệm và danh mục thí nghiệm vui) phục vụ tự học và dạy học trên lớp.
  • Biện pháp 2: Vận dụng phương pháp dạy học vi mô kết hợp phương pháp đóng vai trong các giờ thực hành, thực hiện theo chu trình 6 bước: Soạn kế hoạch $\rightarrow$ Dạy học (ghi hình) $\rightarrow$ Đánh giá/Phản hồi qua video $\rightarrow$ Soạn lại $\rightarrow$ Dạy lại $\rightarrow$ Đánh giá lại.

3. Phương pháp dạy học vi mô trong luận án được triển khai theo quy trình cụ thể nào?

Dạy học vi mô được tiến hành theo chu trình 6 bước:

  1. Plan (Soạn kế hoạch bài học): Sinh viên soạn kịch bản trích đoạn dạy học ngắn tập trung vào các kĩ năng dạy học thí nghiệm cụ thể.
  2. Teach (Dạy học): Sinh viên đóng vai giáo viên giảng dạy bài học ngắn (từ 7 đến 15 phút) cho nhóm nhỏ sinh viên (đóng vai học sinh) dưới sự theo dõi của giảng viên và được ghi hình toàn bộ.
  3. Feedback (Đánh giá - Phản hồi): Cả lớp và giảng viên cùng xem lại băng ghi hình, phân tích ưu điểm, tồn tại dựa trên thang đo năng lực.
  4. Replan (Soạn lại): Sinh viên chỉnh sửa, hoàn thiện lại kế hoạch bài dạy dựa trên các góp ý.
  5. Reteach (Dạy lại): Sinh viên thực hiện dạy lại bài học đã hoàn thiện và tiếp tục được ghi hình.
  6. Refeedback (Đánh giá lại): Giảng viên và các bạn dự giờ nhận xét, đánh giá lại sự tiến bộ của sinh viên.

4. Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại những cơ sở nào và mang lại kết quả định lượng ra sao?

Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại 4 cơ sở: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Trường Đại học Vinh, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh và Trường Đại học Đồng Tháp. Kết quả phân tích thống kê toán học cho thấy điểm kiểm tra và điểm đánh giá năng lực của nhóm thực nghiệm sau tác động cao hơn rõ rệt so với nhóm đối chứng; các kiểm định $t$-test đều cho giá trị $p < 0,05$ chứng minh sự khác biệt có ý nghĩa thống kê, khẳng định tính hiệu quả và khả thi của hai biện pháp sư phạm đã đề xuất.

Kết luận

Luận án của tác giả Lý Huy Hoàng là công trình nghiên cứu chuyên sâu thuộc chuyên ngành Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Hóa học, giải quyết một cách khoa học vấn đề phát triển năng lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm. Luận án đã hệ thống hóa cơ sở lí luận, xác lập thành công Khung năng lực dạy học thí nghiệm chuẩn mực gồm 4 năng lực thành phần và 10 tiêu chí, đồng thời đề xuất 02 biện pháp sư phạm đồng bộ gồm thiết kế giáo trình điện tử tương tác và vận dụng quy trình dạy học vi mô 6 bước. Các kết quả thực nghiệm sư phạm tại 4 trường đại học trên toàn quốc đã chứng minh tính hiệu quả và tính khả thi của hệ thống giải pháp, đóng góp thiết thực cho công tác nâng cao chất lượng đào tạo giáo viên Hóa học đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục phổ thông.