Tổng quan luận án

Công trình nghiên cứu khoa học được khảo sát là luận án tiến sĩ thuộc chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Hóa học (mã số chuyên ngành trong hệ thống giáo dục đại học Việt Nam), do nghiên cứu sinh Trịnh Lê Hồng Phương thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. Nguyễn Cương và TS. Cao Thị Thặng. Đề tài được hoàn thành tại Tổ Lí luận và Phương pháp dạy học hóa học – Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, có sự phối hợp tạo điều kiện từ Khoa Hóa học – Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh cùng 11 trường trung học phổ thông chuyên tại khu vực phía Nam và Nam Trung Bộ.

Về tính cấp thiết, tác giả luận án xuất phát từ yêu cầu đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục theo tinh thần Nghị quyết số 29-NQ/TW của Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XI và Quyết định số 711/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về Chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2011–2020. Mục tiêu trọng tâm là chuyển dịch từ nền giáo dục chủ yếu trang bị kiến thức sang hình thành, phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực người học, trong đó năng lực tư duy là nền tảng cốt lõi. Trong bối cảnh đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao tại các trường trung học phổ thông chuyên, thực tiễn cho thấy dù học sinh đạt nhiều thành tích trong các kỳ thi học sinh giỏi, phương pháp dạy học vẫn còn nặng tính truyền thụ một chiều, chú trọng luyện tập tái hiện kiến thức hơn là rèn luyện khả năng hoài nghi khoa học, tranh luận, đánh giá và phản biện.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án chỉ ra là: các nghiên cứu trong nước về đổi mới phương pháp dạy học hóa học phần lớn tập trung vào năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề hoặc năng lực sáng tạo. Vấn đề phát triển năng lực tư duy phê phán trong dạy học hóa học nói chung, đặc biệt là ở đối tượng học sinh năng khiếu lớp 10 chuyên hóa học đối với phần kiến thức cơ sở hóa học chung, chưa được nghiên cứu một cách có hệ thống về mặt lý luận, chưa có khung năng lực với tiêu chí đánh giá tường minh và thiếu hệ thống biện pháp sư phạm đồng bộ.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án là: làm sáng tỏ khái niệm năng lực tư duy phê phán trong dạy học hóa học (NLTDPPHH), xác định các biểu hiện cụ thể, tiêu chí và chỉ báo mức độ đánh giá; xây dựng và sử dụng bộ công cụ đánh giá; vận dụng một số phương pháp dạy học tích cực nhằm phát triển NLTDPPHH cho học sinh lớp 10 chuyên hóa học, góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở trường trung học phổ thông chuyên.

Nhiệm vụ nghiên cứu được phân chia thành ba nội dung chính:

  1. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn liên quan đến tư duy, tư duy hóa học, tư duy phê phán, năng lực tư duy phê phán, các phương pháp dạy học tích cực và điều tra thực trạng dạy học phát triển năng lực này ở trường chuyên.
  2. Đề xuất khung NLTDPPHH, xây dựng bộ công cụ đánh giá và thiết kế 3 nhóm biện pháp sư phạm cụ thể trong dạy học phần kiến thức cơ sở hóa học chung lớp 10 chuyên sâu.
  3. Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại các trường trung học phổ thông chuyên, xử lý và phân tích số liệu thực nghiệm để kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất.

Giả thuyết khoa học của đề tài được phát biểu nguyên văn: "Nếu xác định được các biểu hiện, các tiêu chí, chỉ báo mức độ cụ thể của NLTDPP, xây dựng và sử dụng được bộ công cụ đánh giá phù hợp, vận dụng PPDH giải quyết vấn đề theo hướng tư duy đa chiều, sử dụng bài tập hóa học, sử dụng thí nghiệm hóa học một cách linh hoạt, hiệu quả thì sẽ phát triển được NLTDPPHH cho HS lớp 10 chuyên hóa học, góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở trường THPT chuyên".

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học phần kiến thức cơ sở hóa học chung ở trường trung học phổ thông chuyên.
  • Đối tượng nghiên cứu: NLTDPPHH và các biện pháp phát triển NLTDPPHH cho học sinh trong dạy học hóa học (phần kiến thức cơ sở hóa học chung) lớp 10 chuyên hóa học trường trung học phổ thông chuyên.
  • Phạm vi nội dung: Phần kiến thức cơ sở hóa học chung thuộc chương trình hóa học lớp 10 chuyên sâu.
  • Phạm vi không gian: 11 trường trung học phổ thông chuyên khu vực phía Nam và Nam Trung Bộ (Bến Tre, Long An, Lê Quý Đôn – Bà Rịa Vũng Tàu, Lê Hồng Phong – Thành phố Hồ Chí Minh, Lương Thế Vinh – Đồng Nai, Thăng Long – Đà Lạt, Quang Trung – Bình Phước, Thoại Ngọc Hầu – An Giang, Hoàng Lê Kha – Tây Ninh, Phan Ngọc Hiển – Cà Mau, Lê Quý Đôn – Ninh Thuận).
  • Phạm vi thời gian: Thực hiện từ tháng 12/2013 đến tháng 12/2017.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Trong luận án, tác giả thực hiện việc phân kì lịch sử nghiên cứu về tư duy phê phán trên thế giới và phân tích các công trình nghiên cứu trong nước liên quan đến đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực.

Lịch sử nghiên cứu trên thế giới được hệ thống hóa qua 4 giai đoạn:

  • Giai đoạn khởi nguyên: Xuất phát từ Hy Lạp cổ đại với triết gia Xôcrat thông qua phương pháp đàm thoại, vấn đáp nhằm tạo góc nhìn đa chiều về một vấn đề.
  • Giai đoạn phát triển (1970–1982): Tập trung nghiên cứu mối liên hệ giữa lý luận học, triết học và tâm lý học nhận thức, mở đầu bằng lý thuyết "Siêu nhận thức" (metacognition) của các học giả như Flavell J., Brown, Tobias, Everon; Wellman định nghĩa siêu nhận thức là nhận thức về nhận thức; Wilson (1982) đề xuất mô hình siêu nhận thức gồm 3 giai đoạn: nhận biết (awareness), đánh giá (evaluation) và điều chỉnh (regulation).
  • Giai đoạn hưng thịnh (1980–1995): Xu hướng chuyển sang tích hợp rèn luyện tư duy phê phán vào các môn học cụ thể. Tại Mĩ (1990), Ủy ban Thư ký về rèn luyện các năng lực cần thiết (SCANC) ban hành mô hình "Học tập bằng tìm tòi, tra cứu thông tin" (Inquiry-based Learning - IBL) theo chu trình khép kín: hỏi, tra cứu, sáng tạo, thảo luận, phản ánh. Tại Anh (1995), Bộ Giáo dục và Đào tạo áp dụng mô hình "Quá trình lĩnh hội cái mới vào hoạt động dạy học" (A model of the innovation – decision process) gồm 5 giai đoạn: tri thức, thuyết phục, quyết định, thực hiện, khẳng định.
  • Giai đoạn nghiên cứu và thực hành (từ đầu thế kỉ XXI): Gắn liền với các công trình của Robert J. Marzano; tác phẩm "Đa trí tuệ trong lớp học" (Multiple intelligences in the classroom) của Thomas Armstrong (2007) phân loại 8 dạng trí tuệ; các tài liệu của UNESCO về kỹ năng sống (Life skills the bridge to human capabilities); chương trình giáo dục phổ thông của Singapore (2012) xác định nguyên tắc phát triển tư duy phê phán (Critical Thinking) gắn liền với lập luận, phản biện và giải quyết vấn đề phức tạp; cùng nghiên cứu tại Thái Lan, Philippines, Indonesia, Nhật Bản, Hàn Quốc. Tác giả cũng điểm lại các định nghĩa và đặc điểm tư duy phê phán của John Dewey, Edward Glaser (1995), Kurfiss (1998), Baron J. (1985), Donald J. Treffinger (2008), Robert Ennis (2007).

Đối với các nghiên cứu trong nước, tác giả phân chia theo các mốc phát triển chính sách và học thuật:

  • Giai đoạn 1976–1995: Giáo dục kỹ năng tự nhận thức, tự đánh giá bước đầu được hình thành nhưng các đề tài còn mang tính thăm dò, nhỏ lẻ.
  • Giai đoạn 1995–2005: Đánh dấu bởi công trình "Quá trình dạy và tự học" của Nguyễn Cảnh Toàn (1995) với chu trình tự học và phân loại 4 bậc tư duy (lệ thuộc, độc lập, phê phán, sáng tạo); các văn bản pháp quy như Quyết định 1363/TTg (1995) của Thủ tướng Chính phủ về giáo dục môi trường; Chỉ thị 10/GD&ĐT (1995) và 24/CT&GD (1995) của Bộ Giáo dục và Đào tạo; các dự án kỹ năng sống của UNICEF (1998) và UNESCO (2003).
  • Giai đoạn từ 2005 đến nay: Luật Giáo dục năm 2005 xác định định hướng đổi mới phương pháp; Hà Thị Đức (2007) phân tích bản chất chuyển giao từ truyền tin sang tự tổ chức hoạt động học; Trần Bá Hoành (2010) hệ thống hóa lý luận về dạy học phát triển năng lực; Phan Thị Luyến (2008) bảo vệ luận án tiến sĩ về rèn luyện tư duy phê phán qua môn Toán (chủ đề phương trình và bất phương trình); Lê Hải Yến (2008) phân tích tư duy phê phán dưới góc độ kỹ năng lập luận.
  • Trong chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học Hóa học: Nguyễn Cương (2007) nghiên cứu về phương pháp phát triển tư duy hóa học và năng lực sáng tạo; Cao Thị Thặng, Phạm Văn Hoan và Đinh Thị Hồng Minh (2014) đề xuất biện pháp phát triển năng lực độc lập sáng tạo cho sinh viên qua dạy học Hóa học hữu cơ; các nghiên cứu về dạy học dự án, dạy học theo góc, dạy học theo hợp đồng và thiết bị thực hành hóa học của các tác giả trong nước khác.

Khoảng trống mà luận án lựa chọn giải quyết nằm ở việc: các công trình trong nước chủ yếu tiếp cận tư duy sáng tạo hoặc tư duy độc lập nói chung, chưa có công trình nào nghiên cứu toàn diện việc phát triển năng lực tư duy phê phán gắn chặt với đặc thù kiến thức cơ sở hóa học chung dành riêng cho đối tượng học sinh lớp 10 chuyên hóa học tại các trường trung học phổ thông chuyên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án xây dựng cơ sở lý thuyết dựa trên sự tích hợp giữa lý luận nhận thức, lý luận dạy học bộ môn và các thang đo tâm lý - giáo dục:

  • Khái niệm tư duy và các cấp độ tư duy: Luận án tham chiếu định nghĩa tư duy từ góc độ xã hội học (Đại Từ điển Tiếng Việt của Nguyễn Như Ý), góc độ tâm lý học (Nguyễn Quang Uẩn, Marshall J., Từ điển Oxford, Bách khoa toàn thư Liên Xô) và sử dụng thang 6 cấp độ nhận thức của Bloom (Nhớ, Hiểu, Vận dụng, Phân tích, Đánh giá, Sáng tạo).
Cấp độ tư duy theo Bloom STT Động từ mô tả biểu hiện hành vi trong văn bản
Nhớ 1 Xác định, mô tả, tìm, dán, kể, liệt kê, tìm vị trí, ghi nhớ, đặt tên, thuộc lòng, nhận biết, lựa chọn, viết…
Hiểu 2 Thảo luận, minh họa, diễn đạt lại, trình bày lại, tóm tắt, phân biệt, giải thích, mở rộng, lập dàn ý…
Vận dụng 3 Lựa chọn, liên hệ, phân loại, thu thập, xây dựng, phát hiện, thực hiện, làm mô hình, sửa đổi, chuẩn bị, sản xuất, chứng minh, thực hành, sử dụng…
Phân tích 4 Phân tích, phân loại, giới thiệu, nghiên cứu, điều tra, so sánh, đối chiếu, tách biệt, chỉ ra, chia nhỏ, lựa chọn, phân biệt…
Đánh giá 5 Đánh giá, đề xuất, phê bình, chứng minh, phê phán, xếp loại, nhận xét, xem xét, kiểm tra, xếp hạng, quyết định…
Sáng tạo 6 Tạo ra cái mới, bổ sung, xây dựng, soạn thảo, thiết kế, sáng chế, phát triển, lập công thức, xây dựng giả thuyết, tưởng tượng, phát minh, đổi mới, lập kế hoạch, dự đoán, đề xuất…
  • Tư duy hóa học và các thao tác tư duy hóa học: Tiếp thu luận điểm của Nguyễn Cương, luận án xác định tư duy hóa học là sự thống nhất giữa biến đổi bên trong (phản ứng hóa học, tương tác vi mô electron, ion, liên kết) với hiện tượng quan sát vĩ mô bên ngoài. 7 thao tác tư duy hóa học được phân tích kèm ví dụ gồm: Phân tích và tổng hợp (xác định số oxi hóa trong phân tử HCl để suy ra tính khử, tính oxi hóa); So sánh tuần tự và So sánh đối chiếu (so sánh tính chất Cl2 và I2; đối chiếu thuyết axit - bazơ của Arrhenius và Bronsted - Lowry); Trừu tượng hóa (hình học hóa kiểu lai hóa sp, sp2, sp3); Khái quát hóa (tính bazơ của NH3 và amin); Quy nạp (phản ứng thế halogen của ankan từ CH4, C2H6, C3H8); Diễn dịch (quy luật biến thiên tính kim loại nhóm IA qua phản ứng của Li, Na, K với nước); Loại suy (suy luận tính chất của phenol phản ứng với Na từ tính chất của ancol dựa trên liên kết O-H linh động).
  • Cơ sở lý thuyết về năng lực: Tiếp cận mô hình cấu trúc năng lực của dự án DeSeCo (OECD), mô hình chuẩn nghề nghiệp của VET Úc, phân loại của Nguyễn Thị Lan Phương, Hoàng Hòa Bình, Đinh Quang Báo và định hướng của Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể. Cấu trúc năng lực được chia thành cấu trúc bề mặt (kiến thức, kỹ năng, thái độ) và cấu trúc bề sâu (khả năng hành động, kết quả đầu ra).
  • Cơ sở lý luận về phương pháp dạy học: Phân tích thuyết hành vi (học tập là sự thay đổi hành vi thông qua các bước nhỏ dưới sự kích thích và giám sát của giáo viên) và thuyết nhận thức (học tập là quá trình xử lý thông tin, cấu trúc lại nhận thức để giải quyết vấn đề) theo Bernd Meier.
  • Khái niệm NLTDPPHH: Luận án định nghĩa NLTDPPHH của học sinh phổ thông là khả năng thực hiện các thao tác tư duy (phân tích, đánh giá, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa) để đưa ra những nhận xét, kết luận và phương án giải quyết tối ưu đối với các vấn đề nảy sinh trong quá trình học tập và nghiên cứu hóa học. Đối với học sinh chuyên hóa học, năng lực này gắn với việc nhận biết các giới hạn lý thuyết, phát hiện lỗi sai, đưa ra lập luận phản biện bằng chứng cứ thực nghiệm và đề xuất phương án cải tiến quy trình hoặc giải pháp giải quyết vấn đề.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được thực hiện phối hợp:

  • Phương pháp nghiên cứu lí luận: Phân tích, tổng hợp tài liệu chuyên ngành, văn bản chính sách giáo dục.
  • Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Phân tích chương trình hóa học lớp 10 chuyên sâu và sách giáo khoa hiện hành; điều tra bằng phiếu hỏi đối với giáo viên và học sinh trường chuyên; phương pháp chuyên gia (lấy ý kiến nhà khoa học, giáo viên chuyên); thực nghiệm sư phạm.
  • Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng các công thức thống kê giáo dục để xử lý kết quả kiểm tra đánh giá, tính điểm trung bình ($\bar{X}$), độ lệch chuẩn ($S$), mức độ ảnh hưởng theo tiêu chuẩn của Hopkins ($ES$), so sánh dữ liệu trước tác động (TTĐ) và sau tác động (STĐ).

Nguồn dữ liệu:

  • Dữ liệu khảo sát thực trạng từ giáo viên hóa học và học sinh lớp 10 chuyên hóa học tại các trường trung học phổ thông chuyên thuộc khu vực phía Nam và Nam Trung Bộ.
  • Dữ liệu thực nghiệm thu được từ 11 trường trung học phổ thông chuyên qua 1 vòng thực nghiệm thăm dò và 2 vòng thực nghiệm chính thức, bao gồm biên bản quan sát giờ dạy, phiếu hỏi giáo viên, phiếu tự đánh giá của học sinh, cùng kết quả điểm bài kiểm tra trắc nghiệm và tự luận.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực tư duy phê phán cho học sinh trong dạy học hóa học lớp 10 chuyên hóa học trường trung học phổ thông chuyên

Chương 1 có dung lượng 46 trang (từ trang 7 đến trang 52), tập trung giải quyết các nội dung lý thuyết nền tảng và khảo sát thực trạng:

  • Hệ thống hóa các quan niệm về tư duy, tư duy phê phán, tư duy hóa học; làm rõ 7 thao tác tư duy đặc thù của môn Hóa học và 5 biểu hiện khởi đầu của NLTDPPHH (nhận ra vấn đề, hoài nghi khoa học, tư duy linh hoạt, động não thông qua công cụ đồ họa tư duy, đánh giá và tự đánh giá).
  • Phân tích cơ sở phương pháp luận về đổi mới phương pháp dạy học dựa trên thuyết hành vi và thuyết nhận thức; luận giải vai trò của 3 phương pháp dạy học cốt lõi đối với việc phát triển NLTDPPHH gồm: phương pháp dạy học giải quyết vấn đề, phương pháp sử dụng bài tập hóa học và phương pháp sử dụng thí nghiệm hóa học.
  • Báo cáo kết quả điều tra thực trạng tại các trường trung học phổ thông chuyên khu vực phía Nam và Nam Trung Bộ:
    • Nhận thức của giáo viên về NLTDPPHH: Giáo viên nhận thức được tầm quan trọng nhưng hiểu biết về các biểu hiện cụ thể của năng lực này còn chưa đồng đều (Hình 1.2).
    • Mức độ thường xuyên sử dụng các biện pháp phát triển NLTDPP trong dạy học phần cơ sở hóa học chung còn thấp (Bảng 1.2); phần lớn giờ dạy vẫn nghiêng về thuyết giảng kiến thức lý thuyết chuyên sâu và giải bài tập thuật toán phức tạp.
    • Mức độ thường xuyên sử dụng các công cụ đánh giá năng lực còn hạn chế (Bảng 1.3), chủ yếu dựa vào điểm số bài kiểm tra viết truyền thống, thiếu vắng bảng kiểm quan sát hành vi tư duy hoặc phiếu tự đánh giá của học sinh.
    • Mức độ biểu hiện NLTDPPHH của học sinh lớp 10 chuyên hóa học ở thời điểm khảo sát còn ở mức trung bình và yếu (Hình 1.3), học sinh thường chấp nhận thụ động các kiến thức trong sách giáo khoa mà ít đặt câu hỏi hoài nghi hoặc tìm tòi giới hạn của các giả thuyết khoa học.

Chương 2: Phát triển năng lực tư duy phê phán cho học sinh lớp 10 chuyên hóa học trong dạy học phần kiến thức cơ sở hóa học chung

Chương 2 có dung lượng 69 trang (từ trang 53 đến trang 121), là chương trọng tâm về mặt giải pháp sư phạm:

  • Phân tích cấu trúc và đặc điểm nội dung chương trình hóa học lớp 10 chuyên sâu: Xác định các chủ đề thuộc phần kiến thức cơ sở hóa học chung (cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, liên kết hóa học, phản ứng oxi hóa - khử, tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học, dung dịch và sự điện li) có tiềm năng phát triển tư duy phê phán (Bảng 2.1). Bản chất của các nội dung này dựa trên các mô hình lý thuyết (thuyết cơ học lượng tử, mô hình obitan nguyên tử, thuyết lai hóa, thuyết liên kết cộng hóa trị VB và MO, các thuyết axit - bazơ), mỗi mô hình đều có phạm vi áp dụng và giới hạn lý thuyết nhất định, là điều kiện thuận lợi để rèn luyện tư duy hoài nghi khoa học và phản biện.
  • Xây dựng khung NLTDPPHH của học sinh chuyên hóa học:
    • Đề xuất quy trình xây dựng khung năng lực gồm các bước logic (Hình 2.1).
    • Thiết lập Khung NLTDPPHH (Bảng 2.2) gồm các năng lực thành phần, tiêu chí và chỉ báo hành vi có thể quan sát, đo lường được.
    • Thiết lập bảng chuẩn các mức độ đánh giá NLTDPPHH (Bảng 2.3) phân định theo các mức độ phát triển từ thấp đến cao.
  • Đề xuất 3 nhóm biện pháp sư phạm cụ thể:
    1. Biện pháp 1: Vận dụng phương pháp dạy học giải quyết vấn đề theo hướng tư duy đa chiều. Giáo viên tổ chức tình huống mâu thuẫn nhận thức, khuyến khích học sinh lật ngược vấn đề, tìm kiếm các phản ví dụ đối với các quy tắc quen thuộc.
    2. Biện pháp 2: Sử dụng bài tập hóa học nhằm phát triển NLTDPPHH. Thiết kế và khai thác hệ thống bài tập đòi hỏi phân tích dữ kiện mâu thuẫn, bài tập phát hiện sai lầm trong lời giải, bài tập có nhiều phương án tiếp cận hoặc bài tập yêu cầu so sánh ưu - nhược điểm của các giải pháp.
    3. Biện pháp 3: Sử dụng thí nghiệm hóa học nhằm phát triển NLTDPPHH. Tổ chức thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết, thí nghiệm đối chứng, thí nghiệm giải quyết vấn đề khi lý thuyết và thực nghiệm có sự sai lệch, yêu cầu học sinh giải thích nguyên nhân và đề xuất cải tiến phương án thực nghiệm.
  • Xây dựng bộ công cụ đánh giá NLTDPPHH: Thiết kế đồng bộ 4 công cụ đo lường gồm Bảng kiểm quan sát hành vi của học sinh trong giờ học; Phiếu hỏi ý kiến giáo viên; Phiếu tự đánh giá năng lực của học sinh; và Hệ thống bài kiểm tra đánh giá năng lực (kết hợp câu hỏi trắc nghiệm khách quan và bài tập tự luận).

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 có dung lượng 32 trang (từ trang 122 đến trang 155), ghi nhận quá trình và kết quả kiểm chứng thực nghiệm:

  • Tổ chức thực nghiệm sư phạm:
    • Xác định mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm (đo lường tính khả thi, đánh giá mức độ phát triển NLTDPPHH thông qua các biện pháp).
    • Tiến hành qua 2 giai đoạn: Vòng thực nghiệm thăm dò (Bảng 3.2, Bảng 3.3) nhằm đánh giá mức độ tiếp nhận ban đầu của học sinh và điều chỉnh kế hoạch bài dạy, hoàn thiện công cụ đánh giá (Bảng 3.4); Vòng thực nghiệm chính thức gồm 2 vòng tác động (Bảng 3.5) tại 11 trường trung học phổ thông chuyên với sự tham gia của 11 giáo viên và các lớp học sinh chuyên hóa học.
    • Lựa chọn phương pháp xử lý số liệu bằng thống kê toán học, sử dụng bảng đánh giá mức độ ảnh hưởng của Hopkins (Bảng 3.6) với các ngưỡng phân loại kích thước ảnh hưởng ($ES$).
  • Kết quả thực nghiệm sư phạm:
    • Kết quả định tính qua bảng kiểm quan sát (Bảng 3.7 đến Bảng 3.12): Tỷ lệ học sinh thể hiện các hành vi tư duy phê phán (đặt câu hỏi phản biện, phát hiện lỗi sai, đưa ra giải pháp thay thế) tăng dần từ vòng 1 sang vòng 2 đối với cả 3 biện pháp.
    • Đánh giá của 11 giáo viên tham gia thực nghiệm (Bảng 3.13, 3.14, 3.15): Giáo viên đánh giá cao tính khả thi, sự chuyển biến tích cực trong phương pháp học tập của học sinh khi áp dụng 3 biện pháp sư phạm.
    • Kết quả tự đánh giá của học sinh (Bảng 3.16, 3.17, 3.18): Mức độ tự tin, khả năng tự điều chỉnh nhận thức và tự đánh giá của học sinh sau tác động tăng rõ rệt so với thời điểm trước tác động.
    • Kết quả định lượng từ các bài kiểm tra trắc nghiệm và tự luận (Bảng 3.19 đến Bảng 3.24; Hình 3.1 đến Hình 3.4): Điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động (STĐ) của học sinh các lớp thực nghiệm luôn cao hơn có ý nghĩa thống kê so với trước tác động (TTĐ) ở từng biện pháp; mức độ phân tán điểm số giảm; đường phân phối điểm STĐ lệch về phía điểm khá - giỏi; hệ số ảnh hưởng Hopkins đạt mức ảnh hưởng từ trung bình đến lớn, khẳng định hiệu quả của các biện pháp tác động sư phạm.

Kết quả và những đóng góp mới

Các đóng góp mới về mặt lí luận:

  • Hệ thống hóa và làm rõ cơ sở lí luận về tư duy phê phán, tư duy hóa học và năng lực tư duy phê phán trong dạy học hóa học dành cho học sinh trường trung học phổ thông chuyên.
  • Xác định rõ khái niệm, đặc điểm nhận thức của học sinh chuyên hóa học liên quan đến tư duy phê phán; phân tích bản chất các thao tác tư duy hóa học dưới lăng kính phản biện và hoài nghi khoa học.
  • Xây dựng nguyên tắc, quy trình chung và hoàn thiện Khung năng lực tư duy phê phán trong dạy học hóa học (gồm các tiêu chí, chỉ báo hành vi và các mức độ phát triển cụ thể) cho học sinh lớp 10 chuyên hóa học.

Các đóng góp mới về mặt thực tiễn:

  • Cung cấp bức tranh thực trạng về mức độ nhận thức, mức độ sử dụng biện pháp dạy học và công cụ đánh giá NLTDPPHH của giáo viên, học sinh tại 11 trường trung học phổ thông chuyên khu vực phía Nam và Nam Trung Bộ.
  • Đề xuất hệ thống 3 biện pháp dạy học sư phạm đồng bộ gắn với nội dung phần cơ sở hóa học chung lớp 10 chuyên sâu: dạy học giải quyết vấn đề theo hướng tư duy đa chiều; sử dụng bài tập hóa học rèn luyện tư duy phê phán; sử dụng thí nghiệm hóa học kiểm chứng và phát hiện sai lệch.
  • Thiết kế bộ công cụ đánh giá đa dạng, kết hợp định tính và định lượng (bảng kiểm quan sát, phiếu hỏi giáo viên, phiếu tự đánh giá của học sinh, bài kiểm tra trắc nghiệm và tự luận), đã được kiểm chứng tính khả thi và độ tin cậy qua thực nghiệm sư phạm.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất từ luận án:

  • Đối với các cấp quản lý giáo dục: Cần tổ chức các lớp tập huấn, bồi dưỡng thường xuyên cho giáo viên các trường trung học phổ thông chuyên về lý luận và kỹ thuật phát triển năng lực tư duy, đặc biệt là tư duy phê phán và tư duy phản biện; xem xét đổi mới định hướng đề thi học sinh giỏi các cấp theo hướng giảm bớt bài toán thuật toán mẹo mực, tăng cường câu hỏi mở, câu hỏi phân tích bản chất hóa học và bài toán thực nghiệm.
  • Đối với giáo viên trường chuyên: Cần linh hoạt vận dụng quy trình dạy học giải quyết vấn đề đa chiều; xây dựng thư viện bài tập tình huống có yếu tố mâu thuẫn; tạo điều kiện cho học sinh tự thiết kế, cải tiến phương án thí nghiệm; thường xuyên sử dụng các công cụ đánh giá quá trình (bảng kiểm, phiếu tự đánh giá) để theo dõi sự tiến bộ của từng cá nhân học sinh.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án:

  • Về phạm vi nội dung: Luận án chỉ giới hạn nghiên cứu trong phạm vi phần kiến thức cơ sở hóa học chung của chương trình hóa học lớp 10 chuyên sâu. Chưa mở rộng nghiên cứu sang các phần kiến thức hóa học vô cơ và hóa học hữu cơ chuyên sâu ở các khối lớp tiếp theo (lớp 11 và lớp 12 chuyên).
  • Về phạm vi địa bàn: Địa bàn khảo sát thực trạng và tiến hành thực nghiệm sư phạm mới chỉ tập trung tại 11 trường trung học phổ thông chuyên thuộc khu vực phía Nam và Nam Trung Bộ; chưa tiến hành khảo sát và thực nghiệm tại các trường trung học phổ thông chuyên ở khu vực miền Bắc và miền Trung.
  • Về điều kiện thực hiện: Thời gian thực nghiệm sư phạm bị chi phối bởi kế hoạch phân phối chương trình chuyên sâu nghiêm ngặt của các trường chuyên, việc tổ chức các giờ dạy theo hướng phản biện đa chiều đòi hỏi nhiều thời gian chuẩn bị của cả giáo viên và học sinh.

Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Tiếp tục mở rộng nghiên cứu hoàn thiện khung năng lực và các biện pháp phát triển NLTDPPHH cho toàn bộ chương trình hóa học trung học phổ thông chuyên (bao gồm kiến thức hóa vô cơ lớp 11 và hóa hữu cơ lớp 12).
  • Mở rộng quy mô khảo sát thực trạng và thực nghiệm sư phạm ra các trường trung học phổ thông chuyên trên phạm vi toàn quốc để nâng cao tính đại diện và độ khái quát hóa của đề tài.
  • Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin và các phần mềm mô phỏng hóa học lượng tử, mô phỏng thí nghiệm để hỗ trợ học sinh chuyên hóa học tự học, tự kiểm chứng các giả thuyết khoa học.

Giá trị tham khảo

Nội dung và kết quả của luận án mang lại giá trị tham khảo cụ thể cho các nhóm đối tượng:

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học Hóa học: Luận án là tài liệu tham khảo về phương pháp luận nghiên cứu phát triển năng lực tư duy, cung cấp cơ sở lý thuyết đầy đủ về thang nhận thức Bloom, các thao tác tư duy hóa học, mô hình siêu nhận thức, cùng quy trình thiết kế công cụ đo lường đánh giá năng lực giáo dục.
  • Đối với giáo viên trực tiếp giảng dạy tại các trường trung học phổ thông chuyên: Có thể tham khảo trực tiếp Khung NLTDPPHH (Bảng 2.2), bảng tiêu chí mức độ đánh giá (Bảng 2.3), các giáo án bài dạy mẫu theo hướng dạy học giải quyết vấn đề đa chiều, hệ thống bài tập hóa học phản biện và các bài kiểm tra đánh giá năng lực được trình bày chi tiết trong Chương 2 và phần Phụ lục.
  • Đối với cán bộ chỉ đạo chuyên môn, nhà biên soạn chương trình và sách giáo khoa: Cung cấp thêm luận cứ thực tiễn về cấu trúc nội dung kiến thức cơ sở hóa học chung, từ đó gợi ý cách thiết kế các bài học, bài tập trong sách giáo khoa chuyên sâu nhằm phát huy năng lực tư duy bậc cao, giảm tải việc học thuộc lòng các mô hình lý thuyết trừu tượng.

Câu hỏi thường gặp

1. Khung năng lực tư duy phê phán trong dạy học hóa học của học sinh chuyên hóa học trong luận án được xây dựng dựa trên cấu trúc nào? Khung năng lực được tác giả xây dựng dựa trên mô hình cấu trúc năng lực của DeSeCo, VET Úc và đặc điểm nhận thức của học sinh chuyên hóa học. Khung được thể hiện tại Bảng 2.2 của luận án, bao gồm các tiêu chí hành vi cụ thể gắn liền với 5 biểu hiện cốt lõi: nhận ra vấn đề và mâu thuẫn nhận thức; thái độ hoài nghi khoa học; tư duy linh hoạt trong xử lý dữ liệu; sử dụng công cụ đồ họa tư duy để lập luận; khả năng đánh giá, tự đánh giá và đề xuất giải pháp tối ưu. Mỗi tiêu chí được lượng hóa thành các mức độ phát triển tại Bảng 2.3 để phục vụ việc quan sát và đánh giá.

2. Ba biện pháp sư phạm cụ thể được tác giả đề xuất trong Chương 2 là gì? Tác giả đề xuất 3 nhóm biện pháp sư phạm:

  • Biện pháp 1: Vận dụng phương pháp dạy học giải quyết vấn đề theo hướng tư duy đa chiều (giáo viên tạo tình huống có vấn đề mang tính nghịch lý, khuyến khích học sinh lật ngược vấn đề và tìm phản ví dụ).
  • Biện pháp 2: Sử dụng bài tập hóa học nhằm phát triển NLTDPPHH (khai thác các dạng bài tập phát hiện sai lầm, bài tập có nhiều cách giải, bài tập yêu cầu so sánh đối chiếu giữa các giả thuyết khoa học).
  • Biện pháp 3: Sử dụng thí nghiệm hóa học nhằm phát triển NLTDPPHH (sử dụng thí nghiệm để kiểm chứng mâu thuẫn giữa lý thuyết và thực tế, phân tích sai số và đề xuất giải pháp cải tiến quy trình thực nghiệm).

3. Bộ công cụ đánh giá năng lực trong luận án gồm những hình thức nào và được kiểm chứng ra sao? Bộ công cụ đánh giá gồm 4 thành tố phối hợp:

  • Bảng kiểm quan sát hành vi của học sinh trong quá trình học tập.
  • Phiếu hỏi ý kiến giáo viên trực tiếp giảng dạy.
  • Phiếu tự đánh giá năng lực của học sinh trước và sau tác động.
  • Hệ thống bài kiểm tra đánh giá năng lực gồm câu hỏi trắc nghiệm khách quan và câu hỏi tự luận. Bộ công cụ đã được thử nghiệm ở vòng thăm dò để điều chỉnh (Bảng 3.4) trước khi áp dụng chính thức ở 2 vòng thực nghiệm sư phạm tại 11 trường trung học phổ thông chuyên, được xử lý số liệu bằng thống kê toán học và chuẩn đánh giá Hopkins.

4. Vì sao tác giả lựa chọn phần kiến thức cơ sở hóa học chung lớp 10 chuyên sâu để phát triển năng lực tư duy phê phán? Theo phân tích của tác giả tại phần Mở đầu và Chương 2 (Bảng 2.1), phần kiến thức cơ sở hóa học chung lớp 10 chuyên sâu nghiên cứu về lý thuyết cấu tạo chất và quá trình hóa học dựa trên các mô hình tính toán hóa học lượng tử và các giả thuyết khoa học (như các mô hình nguyên tử, thuyết lai hóa, thuyết liên kết VB và MO, các thuyết axit - bazơ của Arrhenius và Bronsted - Lowry). Mỗi giả thuyết chỉ giải quyết được một số vấn đề và đều bộc lộ những giới hạn lý thuyết nhất định. Đây là nội dung chứa đựng nhiều mâu thuẫn nhận thức, tạo điều kiện thuận lợi nhất để học sinh rèn luyện tư duy hoài nghi khoa học, phân tích phản biện và đánh giá đa chiều.

5. Địa bàn và quy mô thực nghiệm sư phạm của đề tài được triển khai như thế nào? Thực nghiệm sư phạm được tiến hành từ tháng 12/2013 đến tháng 12/2017 tại 11 trường trung học phổ thông chuyên khu vực phía Nam và Nam Trung Bộ: Bến Tre, Long An, Lê Quý Đôn (Bà Rịa Vũng Tàu), Lê Hồng Phong (Thành phố Hồ Chí Minh), Lương Thế Vinh (Đồng Nai), Thăng Long (Đà Lạt - Lâm Đồng), Quang Trung (Bình Phước), Thoại Ngọc Hầu (An Giang), Hoàng Lê Kha (Tây Ninh), Phan Ngọc Hiển (Cà Mau), Lê Quý Đôn (Ninh Thuận). Quy trình thực nghiệm gồm 1 vòng thăm dò và 2 vòng thực nghiệm chính thức với sự tham gia đánh giá của 11 giáo viên chuyên hóa và học sinh các lớp 10 chuyên hóa học.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Trịnh Lê Hồng Phương đã giải quyết một vấn đề cấp thiết của lý luận dạy học bộ môn Hóa học trong giai đoạn chuyển đổi giáo dục theo định hướng phát triển năng lực. Bằng việc kết hợp chặt chẽ giữa nghiên cứu lí luận, khảo sát thực trạng và tổ chức thực nghiệm sư phạm qua 2 giai đoạn tại 11 trường trung học phổ thông chuyên, tác giả đã xây dựng thành công Khung năng lực tư duy phê phán trong dạy học hóa học kèm theo bộ công cụ đánh giá đa chiều và hệ thống 3 nhóm biện pháp sư phạm đồng bộ. Các kết quả định tính và định lượng xử lý theo chuẩn thống kê giáo dục đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả của các giải pháp được đề xuất trong việc nâng cao năng lực tư duy phê phán cho học sinh lớp 10 chuyên hóa học. Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị học thuật và thực tiễn đối với công tác đào tạo giáo viên, bồi dưỡng học sinh năng khiếu hóa học tại các trường trung học phổ thông chuyên.