Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong bối cảnh thực hiện Chương trình Giáo dục phổ thông (GDPT) 2018, định hướng giảng dạy đã chuyển đổi mạnh mẽ từ việc truyền thụ kiến thức đơn thuần sang hình thành và phát triển toàn diện phẩm chất, năng lực người học. Đối với cấp Trung học cơ sở (THCS), môn Khoa học tự nhiên (KHTN) là môn học bắt buộc, được xây dựng trên sự tích hợp và kế thừa kiến thức của các phân môn Vật lí, Hóa học, Sinh học cùng Khoa học Trái Đất. Trong đó, mạch nội dung "Chất và sự biến đổi của chất" đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành thế giới quan khoa học và khả năng nhận thức thế giới tự nhiên của học sinh (HS).
Năng lực tư duy (NLTD) là một trong những năng lực cốt lõi giúp học sinh phân tích, đánh giá, suy luận logic và đưa ra giải pháp sáng tạo cho các vấn đề nảy sinh. Mặc dù dạy học tình huống (DHTH) được nhìn nhận là một phương pháp dạy học tích cực mang lại hiệu quả cao, phần lớn các đề tài nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn, số lượng công trình đi sâu vào việc phát triển NLTD chuyên biệt cho học sinh lớp 8 trong môn KHTN vẫn còn hạn chế. Đặc biệt, nội dung "Phân bón hóa học" (thuộc KHTN 8) là mảng kiến thức gần gũi với đời sống sản xuất nông nghiệp nhưng hệ thống tình huống thực tế phục vụ giảng dạy còn thiếu thốn, chưa được chuẩn hóa để giáo viên sử dụng thường xuyên.
Khóa luận xác định các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về NLTD, phương pháp dạy học tình huống và định hướng của Chương trình GDPT 2018 đối với môn KHTN 8.
- Điều tra, khảo sát thực trạng nhận thức của giáo viên và việc sử dụng các tình huống thực tế nhằm phát triển NLTD trong dạy học KHTN tại các trường THCS trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh.
- Xác định cấu trúc, tiêu chí và xây dựng bộ công cụ đánh giá NLTD của học sinh trong nội dung "Phân bón hóa học".
- Thiết kế hệ thống tình huống thực tế và đề xuất quy trình, biện pháp sử dụng các tình huống này vào tiến trình dạy học nội dung "Phân bón hóa học" môn KHTN 8.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THCS để kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các tình huống thực tế đã xây dựng.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài được giới hạn như sau:
- Nội dung nghiên cứu: Hệ thống các tình huống thực tế và bộ công cụ đánh giá NLTD trong dạy học nội dung "Phân bón hóa học" môn KHTN 8.
- Không gian (Địa bàn) nghiên cứu: Khảo sát thực trạng tại 5 trường THCS ở TP.HCM (gồm THCS Nguyễn Văn Tố, THCS - THPT Diên Hồng, THCS Hoàng Văn Thụ, THCS Tân Tạo A, THCS Nguyễn Bỉnh Khiêm) và tổ chức thực nghiệm sư phạm tại Trường THCS - THPT Diên Hồng, Quận 10, TP.HCM.
- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 9 năm 2023 đến tháng 4 năm 2024.
- Đối tượng nghiên cứu: Năng lực tư duy của học sinh, phương pháp dạy học tình huống và hệ thống tình huống thực tế trong nội dung "Phân bón hóa học" môn KHTN 8.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khóa luận vận dụng hệ thống lý luận giáo dục và tâm lý học hiện đại để làm nền tảng cho việc thiết kế tình huống và đánh giá NLTD:
- Khung lý thuyết về tư duy và năng lực tư duy: Dựa trên định nghĩa của Từ điển Triết học (1984) về tư duy như một giai đoạn phản ánh tích cực hiện thực khách quan dưới dạng khái niệm, phán đoán, suy lí; khái niệm năng lực theo Chương trình GDPT 2018; Thuyết trí thông minh đa dạng của Howard Gardner (1983); mô hình kỹ năng tư duy của Hayes (1978 - 2005) về các thao tác thu thập, tổ chức và sử dụng thông tin; cùng nghiên cứu về quy luật ghi nhớ qua "Đường cong lãng quên" của Hermann Ebbinghaus.
- Lý luận về dạy học tình huống: Kế thừa quan điểm giáo dục thực nghiệm lấy học sinh làm trung tâm của John Dewey (Democracy and Education, 1916) và Kilpatrick (The Project Method, 1918); lịch sử phát triển phương pháp tình huống tại Trường Luật Harvard (Christopher Columbus Langdell, 1870), Trường Kinh doanh Harvard (Wallace P. Donham, 1919; William Ellet, 1981); lý luận dạy học nêu vấn đề tại Việt Nam của Ila. Lecne (Phan Tất Đắc dịch, 1977), Vũ Văn Tảo và Trần Văn Hà (1966), Nguyễn Hữu Lam (2004); hệ thống phân loại tình huống của Lê Thị Bích Thảo (2012) và Phạm Vũ Nhật Uyên (2013).
Cấu trúc NLTD được tác giả mô hình hóa thành 2 năng lực thành tố và 8 biểu hiện hành vi cụ thể:
| Năng lực thành tố |
Biểu hiện cụ thể của năng lực tư duy (NLTD) |
| 1. NLTD logic và phản biện |
- Khả năng suy luận (sử dụng các quy luật logic rút ra kết luận từ tiền đề). - Khả năng phân tích (chia nhỏ vấn đề thành các thành phần để hiểu rõ bản chất). - Khả năng tổng hợp (kết hợp các thành phần thành một chỉnh thể thống nhất). - Khả năng giải quyết vấn đề (xác định vấn đề, tìm nguyên nhân, đề xuất và thực hiện giải pháp). |
| 2. NLTD sáng tạo |
- Khả năng tưởng tượng (tạo dựng hình ảnh, khái niệm mới trong tâm trí). - Khả năng liên tưởng (kết nối các ý tưởng, khái niệm khác nhau). - Khả năng tư duy phản biện (đánh giá tính khả thi và thực tế của các giải pháp/ý tưởng). - Khả năng giải quyết vấn đề sáng tạo (tìm ra phương án mới lạ, tối ưu cho vấn đề phức tạp). |
Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:
- Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận: Phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa và khái quát hóa các văn bản quy phạm, tài liệu về phương pháp dạy học và đánh giá NLTD.
- Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Điều tra bằng phiếu hỏi đối với 20 giáo viên KHTN tại 5 trường THCS; phân tích yêu cầu cần đạt trong chương trình môn học; tiến hành thực nghiệm sư phạm trên đối tượng học sinh lớp 8/1 Trường THCS - THPT Diên Hồng.
- Nhóm phương pháp xử lý số liệu: Thống kê toán học, lập bảng tần suất, vẽ biểu đồ đường phát triển năng lực, biểu đồ cột tần suất điểm và đường lũy tích phần trăm.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng tình huống thực tế nhằm phát triển năng lực tư duy cho học sinh
Chương 1 tổng thuật lịch sử nghiên cứu phương pháp dạy học tình huống trên thế giới và tại Việt Nam. Tác giả phân tích bản chất, vai trò, cơ hội và thách thức của DHTH đối với nhà trường, giáo viên và học sinh; đồng thời phân tích mối quan hệ giữa DHTH với các phương pháp dạy học tích cực khác như dạy học đặt và giải quyết vấn đề (7 bước tiến hành), dạy học theo dự án (6 bước tiến hành) và dạy học trải nghiệm (5 bước tiến hành).
Để đánh giá thực trạng, đề tài tiến hành khảo sát 20 giáo viên môn KHTN tại 5 trường THCS thuộc TP.HCM. Kết quả thống kê cho thấy:
- Nhận thức về tác dụng của DHTH đối với NLTD: 100% giáo viên (20/20) đồng ý với nhận định tình huống thực tế giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách chủ động, sáng tạo; phát triển khả năng giải quyết vấn đề và gắn kết tri thức với đời sống.
- Mức độ sử dụng tình huống thực tế trong dạy học "Phân bón hóa học":
| Mức độ sử dụng |
Tỉ lệ (%) |
Số lượng giáo viên (n=20) |
| Rất thường xuyên |
5% |
1 GV |
| Thường xuyên |
60% |
12 GV |
| Thỉnh thoảng |
20% |
4 GV |
| Ít khi |
10% |
2 GV |
| Không bao giờ |
5% |
1 GV |
- Đánh giá tính khả thi của các tiêu chí NLTD: Phần lớn giáo viên đánh giá cao tính khả thi của các tiêu chí đề xuất. Tiêu chí "Xác định và gọi tên được đối tượng, yêu cầu nhiệm vụ trong tình huống thực tế" đạt 14/20 ý kiến đánh giá khả thi; các tiêu chí "Lựa chọn phương án phù hợp" và "Thực hiện giải quyết nhiệm vụ" nhận được 9/20 đánh giá rất khả thi. Những hạn chế về cơ sở vật chất và quỹ thời gian tiết học là rào cản chính khiến việc ứng dụng tình huống chưa diễn ra đồng đều.
Chương 2: Xây dựng tình huống thực tế nhằm phát triển năng lực tư duy cho học sinh trong dạy học nội dung "Phân bón hóa học" môn Khoa học tự nhiên 8
Chương này tập trung phân tích cấu trúc nội dung và chuẩn đầu ra của bài "Phân bón hóa học" trong chương trình KHTN 8, bao gồm kiến thức về vai trò, thành phần, phân loại (phân đạm, phân lân, phân kali, phân phức hợp) và ảnh hưởng của phân bón đến môi trường, đất đai, nguồn nước và sức khỏe con người.
Tác giả cụ thể hóa các mục tiêu nhận thức thành các hoạt động phát triển tư duy logic, phản biện và sáng tạo thông qua việc so sánh hiệu quả sử dụng phân bón, phân tích hiện tượng hóa học và đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm.
Nội dung chương trình hóa bộ công cụ đánh giá và hệ thống tình huống thực tế:
- Bộ công cụ đánh giá:
- Bảng kiểm quan sát dành cho GV: Thiết kế 3 mức độ (Mức 1: Chưa hoàn thành biểu hiện tiêu chí; Mức 2: Hoàn thành mức biểu hiện tiêu chí; Mức 3: Hoàn thành tốt mức biểu hiện tiêu chí).
- Phiếu hỏi tự đánh giá dành cho HS: Gồm 2 mức độ (Đạt và Chưa đạt).
- Bài kiểm tra đánh giá năng lực (ĐGNL): Đo lường định lượng mức độ vận dụng kiến thức và các thao tác tư duy.
- Quy trình và hệ thống tình huống thực tế: Đề tài đề xuất quy trình thiết kế tình huống gắn với thực tiễn sản xuất và đời sống, đồng thời biên soạn hệ thống tình huống cụ thể kèm hình ảnh minh chứng trực quan:
- Tình huống 1 (Hình 2.1): Tình trạng thiếu chất đạm trên cây họ đậu dẫn đến hiện tượng vàng lá, sinh trưởng kém, yêu cầu học sinh nhận biết triệu chứng và đề xuất loại phân đạm phù hợp.
- Tình huống 2 (Hình 2.2): Hiện tượng cây chuối bị thiếu hụt phân bón kali gây ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng quả, hướng dẫn học sinh phân tích vai trò của kali đối với quá trình chuyển hóa đường, tinh bột.
- Các tình huống liên quan đến việc phối trộn, tính toán hàm lượng dinh dưỡng và xử lý đất chua, đất thoái hóa do lạm dụng phân bón hóa học.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài:
- Đối tượng và địa bàn: Thực hiện tại lớp thực nghiệm 8/1 Trường THCS - THPT Diên Hồng (Quận 10, TP.HCM).
- Quy trình thực nghiệm: Triển khai giáo án có tích hợp hệ thống tình huống thực tế đã thiết kế, áp dụng các kỹ thuật dạy học tích cực (thảo luận nhóm, kỹ thuật khăn trải bàn, mảnh ghép, phương pháp trực quan và dự án nhỏ).
- Phương pháp thu thập và xử lý dữ liệu: Kết hợp đánh giá định tính qua biên bản quan sát tiết học và đánh giá định lượng qua 3 công cụ: bảng kiểm quan sát của giáo viên (Bảng 3.2, Bảng 3.3), phiếu hỏi tự đánh giá của học sinh (Bảng 3.4) và bài kiểm tra đánh giá năng lực (Bảng 3.5). Kết quả được trực quan hóa qua biểu đồ đường phát triển NLTD (Hình 3.2), biểu đồ cột so sánh tần suất điểm (Hình 3.3) và đường lũy tích phần trăm điểm số (Hình 3.4).
Kết quả và đóng góp của nghiên cứu
Khóa luận đạt được các kết quả nghiên cứu cụ thể gắn liền với dữ liệu thực nghiệm:
- Về mặt học thuật và phương pháp: Hệ thống hóa cơ sở lý luận về cấu trúc NLTD (2 thành tố, 8 biểu hiện) và quy trình 7 bước dạy học giải quyết vấn đề kết hợp phương pháp tình huống cho phân môn Hóa học trong môn KHTN 8.
- Về công cụ đánh giá: Xây dựng thành công bộ 3 công cụ đánh giá đồng bộ (Bảng kiểm quan sát 3 mức độ, Phiếu tự đánh giá của học sinh 2 mức độ, Bài kiểm tra ĐGNL) cho nội dung "Phân bón hóa học".
- Về mặt thực nghiệm: Kết quả thực nghiệm sư phạm tại lớp 8/1 Trường THCS - THPT Diên Hồng cho thấy sự chuyển biến rõ rệt về mức độ đạt được các chỉ báo hành vi tư duy của học sinh. Dữ liệu từ bảng kiểm quan sát và đường lũy tích phần trăm điểm kiểm tra chứng minh học sinh được học qua tình huống thực tế có khả năng nhận diện đối tượng, liên hệ kiến thức và giải quyết bài toán nông nghiệp thực tiễn tốt hơn so với cách tiếp cận lý thuyết truyền thống.
- Đề xuất giải pháp: Cung cấp cho giáo viên bộ tư liệu tình huống thực tế trực quan (tình trạng thiếu đạm ở cây họ đậu, thiếu kali ở cây chuối...) kèm hướng dẫn sư phạm chi tiết nhằm nâng cao chất lượng dạy học theo định hướng GDPT 2018.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp theo
Dựa trên phạm vi và điều kiện triển khai thực tế của đề tài, các hạn chế và hướng mở được xác định:
- Hạn chế:
- Phạm vi thực nghiệm sư phạm mới chỉ triển khai trên quy mô 01 lớp học (lớp 8/1) tại Trường THCS - THPT Diên Hồng (Quận 10, TP.HCM), chưa tổ chức lớp đối chứng song song trên nhiều địa bàn khác nhau.
- Nội dung nghiên cứu chuyên biệt cho một chủ đề nhỏ ("Phân bón hóa học") thuộc mạch kiến thức "Chất và sự biến đổi của chất" trong chương trình KHTN 8.
- Hướng nghiên cứu tiếp theo:
- Mở rộng phạm vi xây dựng tình huống thực tế cho toàn bộ các chủ đề khác thuộc mạch Hóa học, Sinh học và Vật lí trong môn KHTN cấp THCS (như Acid - Base - Muối, Kim loại, Phi kim).
- Tăng cường quy mô mẫu thực nghiệm sư phạm tại nhiều trường THCS thuộc các khu vực địa lý khác nhau (nội thành, ngoại thành, nông thôn) với thiết kế nhóm thực nghiệm và đối chứng để kiểm định thống kê sâu hơn.
Giá trị tham khảo
Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho:
- Sinh viên ngành Sư phạm Khoa học tự nhiên, Sư phạm Hóa học, Sư phạm Sinh học: Cung cấp tài liệu tham khảo về phương pháp luận thiết kế bài học định hướng phát triển năng lực, quy trình xây dựng công cụ đánh giá (bảng kiểm, rubric, phiếu tự đánh giá) và kỹ năng xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm.
- Giáo viên môn Khoa học tự nhiên tại các trường THCS: Cung cấp nguồn học liệu tình huống thực tế trực quan, câu hỏi gợi mở và giáo án chi tiết cho nội dung "Phân bón hóa học" lớp 8 nhằm đổi mới phương pháp giảng dạy theo Chương trình GDPT 2018.
- Cán bộ quản lý chuyên môn và nhà nghiên cứu giáo dục: Cung cấp số liệu khảo sát thực trạng nhận thức của giáo viên THCS tại TP.HCM về dạy học tình huống và định hướng phát triển năng lực tư duy.
Câu hỏi thường gặp
1. Cấu trúc Năng lực tư duy (NLTD) trong khóa luận được chia thành những thành tố nào?
NLTD được chia thành 2 năng lực thành tố chính: (1) NLTD logic và phản biện (gồm 4 biểu hiện: khả năng suy luận, phân tích, tổng hợp, giải quyết vấn đề); (2) NLTD sáng tạo (gồm 4 biểu hiện: khả năng tưởng tượng, liên tưởng, tư duy phản biện, giải quyết vấn đề sáng tạo).
2. Khảo sát thực trạng trong đề tài được tiến hành trên đối tượng và địa bàn nào?
Khảo sát thực trạng được thực hiện trên 20 giáo viên môn KHTN đang giảng dạy tại 5 trường THCS trên địa bàn TP.HCM gồm: THCS Nguyễn Văn Tố (Quận 10), THCS - THPT Diên Hồng (Quận 10), THCS Hoàng Văn Thụ (Quận 10), THCS Tân Tạo A (Bình Tân) và THCS Nguyễn Bỉnh Khiêm (Nhà Bè).
3. Tỷ lệ giáo viên thường xuyên sử dụng tình huống thực tế trong dạy học "Phân bón hóa học" là bao nhiêu?
Theo kết quả khảo sát 20 giáo viên, có 60% giáo viên sử dụng ở mức độ "Thường xuyên", 5% "Rất thường xuyên", 20% "Thỉnh thoảng", 10% "Ít khi" và 5% "Không bao giờ".
4. Tác giả đã sử dụng những công cụ nào để đo lường mức độ phát triển NLTD của học sinh?
Bộ công cụ đánh giá gồm 3 loại: (1) Bảng kiểm quan sát dành cho giáo viên (với 3 mức độ đánh giá: Mức 1 - chưa hoàn thành, Mức 2 - hoàn thành, Mức 3 - hoàn thành tốt); (2) Phiếu hỏi tự đánh giá dành cho học sinh (với 2 mức độ: Đạt và Chưa đạt); (3) Bài kiểm tra đánh giá năng lực tư duy.
5. Các tình huống thực tế cụ thể nào được tác giả xây dựng trong nội dung "Phân bón hóa học"?
Tác giả đã xây dựng các tình huống gắn liền với thực tiễn nông nghiệp, tiêu biểu như: tình trạng thiếu đạm trên cây họ đậu gây vàng lá, còi cọc (Hình 2.1); tình trạng thiếu kali trên cây chuối ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng trái (Hình 2.2); cùng các bài toán thực tế về tính toán tỷ lệ bón phân và giải pháp bảo vệ đất, nguồn nước trước nguy cơ ô nhiễm do phân bón.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Dương Hải Yến đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu thông qua việc hệ thống hóa cơ sở lý luận về năng lực tư duy và phương pháp dạy học tình huống theo định hướng Chương trình GDPT 2018. Đề tài đã khảo sát thực trạng dạy học môn KHTN tại 5 trường THCS ở TP.HCM, thiết lập cấu trúc NLTD gồm 2 thành tố - 8 biểu hiện, đồng thời xây dựng bộ công cụ đánh giá và hệ thống tình huống thực tế chuyên biệt cho nội dung "Phân bón hóa học" lớp 8. Kết quả thực nghiệm sư phạm tại Trường THCS - THPT Diên Hồng đã minh chứng tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đề xuất, đóng góp nguồn tài liệu tham khảo thiết thực cho công tác giảng dạy môn Khoa học tự nhiên ở bậc trung học cơ sở.