Luận án tiến sĩ: Thiết kế phần mềm tra cứu kiến thức hóa học cho học sinh trung học phổ thông

Luận án tiến sĩ nghiên cứu thiết kế phần mềm tra cứu kiến thức hóa học, hỗ trợ phát triển năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông.

• Tác giả: Phan Hoài Thanh
• Người hướng dẫn: PGS. Cao Cự Giác
• Trường học: Trường Đại Học Vinh
• Chuyên ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Hóa học
• Đề tài: Phát Triển Năng Lực Tự Học Hóa Học Cho Học Sinh THPT Qua Phần Mềm Tra Cứu Kiến Thức
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Nghệ An

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• MỞ ĐẦU
• 1. Lí do chọn đề tài
• 2. Mục đích nghiên cứu
• 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
• 3.1. Khách thể nghiên cứu
• 3.2. Đối tượng nghiên cứu
• 4. Phạm vi nghiên cứu
• 5. Giả thuyết khoa học
• 6. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 6.1. Nghiên cứu, đề xuất cấu trúc năng lực tự học và bộ công cụ đánh giá năng lực tự học của học sinh ở các trường phổ thông thông qua phần mềm tra cứu kiến thức hóa học
• 7. Phương pháp nghiên cứu
• 8. Điểm mới của luận án
• 9. Cấu trúc của luận án
• 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH
• 1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
• 1.1.1. Những kết quả nghiên cứu trên thế giới
• 1.1.2. Các nghiên cứu về ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học
• 1.1.3. Các nghiên cứu về phát triển năng lực tự học
• 1.1.4. Những kết quả nghiên cứu ở Việt Nam
• 1.1.5. Các nghiên cứu về ứng dụng công nghệ thông tin
• 1.1.6. Ứng dụng công nghệ thông tin trong việc phát triển năng lực tự học
• 1.2. Đổi mới nền giáo dục Việt Nam
• 1.2.1. Xu hướng phát triển giáo dục ở Việt Nam
• 1.2.2. Những định hướng đổi mới chương trình giáo dục phổ thông
• 1.2.3. Đổi mới phương pháp dạy học ở bậc THPT
• 1.2.4. Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy và học hoá học
• 1.2.5. Giáo án điện tử, bài giảng điện tử và các phương tiện hỗ trợ
• 1.2.5.1. Giáo án và giáo án điện tử
• 1.2.5.2. Bài giảng và bài giảng điện tử
• 1.2.5.3. Phương tiện hỗ trợ
• 1.2.5.4. Phần mềm dạy và học
• 1.2.6. Vai trò của Microsoft Access
• 1.2.7. Các đặc điểm của Microsoft Access
• 1.2.8. Năng lực ICT của giáo viên và học sinh
• 1.2.9. Thực trạng về năng lực ICT của giáo viên theo UNESCO và của học sinh
• 1.2.10. Những lợi ích của công nghệ thông tin trong dạy và học
• 1.3. Năng lực và năng lực tự học của học sinh với môn hóa học
• 1.3.1. Khái niệm năng lực. Đánh giá năng lực người học
• 1.3.2. Khái niệm về tự học. Vai trò của tự học
• 1.3.3. Đặc điểm của tự học
• 1.3.4. Kỹ năng tự học
• 1.3.5. Năng lực tự học
• 1.3.6. Năng lực tự học hoá học
• 1.4. Dạy học định hướng phát triển năng lực
• 1.4.1. Một số lí thuyết học tập định hướng phát triển năng lực
• 1.4.1.1. Lí thuyết hoạt động
• 1.4.1.2. Lí thuyết nhận thức
• 1.4.1.3. Lí thuyết kiến tạo
• 1.4.2. Một số phương pháp và quan điểm dạy học phát triển năng lực người học
• 1.4.2.1. Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
• 1.4.2.2. Dạy học phân hóa
• 1.4.2.3. Sử dụng thí nghiệm trong dạy học
• 1.4.2.4. Dạy học theo dự án
• 1.4.2.5. Phương pháp dạy học WebQuest
• 1.5. Thực trạng ứng dụng công nghệ thông tin phát triển năng lực tự học cho học sinh trong dạy học hoá học
• 1.5.1. Mục đích điều tra
• 1.5.2. Nội dung điều tra
• 1.5.3. Đối tượng điều tra. Địa bàn điều tra
• 1.5.4. Phương pháp điều tra
• 1.5.5. Phân tích và đánh giá kết quả điều tra
• 1.5.5.1. Thực trạng về ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học ở các trường phổ thông
• 1.5.5.2. Thực trạng về phát triển NLTH của HS ở các trường phổ thông
• 1.6. TIỂU KẾT CHƯƠNG 1
• 2. THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM TRA CỨU KIẾN THỨC HOÁ HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
• 2.1. Thiết kế phần mềm tra cứu kiến thức hoá học
• 2.1.1. Mục tiêu của phần mềm
• 2.2. Mục tiêu, lựa chọn nội dung, ngôn ngữ lập trình và dữ liệu phần mềm
• 2.2.1. Mục tiêu của phần mềm
• 2.2.2. Nguyên tắc và quy trình xây dựng phần mềm
• 2.2.2.1. Nguyên tắc thiết kế
• 2.2.2.2. Quy trình thiết kế phần mềm
• 2.2.2.3. Chu trình thử nghiệm, hoàn thiện và triển khai phần mềm
• 2.2.3. Thiết kế giao diện của phần mềm
• 2.2.3.1. Form phần mềm
• 2.2.4. Thiết kế cấu trúc lệnh Visual Basic for Application của phần mềm
• 2.2.4.1. Giới thiệu về Visual Basic
• 2.2.4.2. Visual Basic for Application
• 2.2.4.3. Lí do sử dụng Visual Basic for Application thay cho macro
• 2.2.4.4. Thiết kế cấu trúc lệnh Visual Basic for Application cho phần mềm
• 2.2.5. Xây dựng nội dung, dữ liệu phần mềm
• 2.3. Xây dựng khung năng lực tự học với sự hỗ trợ của phần mềm tra cứu kiến thức hóa học
• 2.3.1. Nguyên tắc xây dựng
• 2.3.2. Quy trình xây dựng
• 2.3.3. Cấu trúc khung năng lực tự học hóa học với sự hỗ trợ của phần mềm
• 2.4. Sử dụng phần mềm phát triển năng lực tự học cho học sinh
• 2.4.1. Sử dụng trước khi lên lớp
• 2.4.2. Sử dụng trong khi lên lớp
• 2.4.2.1. Trong các giờ thực hành
• 2.4.2.2. Trong các giờ ôn tập và luyện tập
• 2.4.2.3. Trong các giờ kiểm tra
• 2.4.3. Sử dụng sau khi lên lớp
• 2.4.4. Một số nội dung tự học khác có trong phần mềm
• 2.5. Thiết kế công cụ đánh giá năng lực tự học của học sinh với sự hỗ trợ của phần mềm tra cứu kiến thức hóa học
• 2.5.1. Sử dụng thang đánh giá năng lực
• 2.5.2. Đánh giá năng lực học sinh (dùng cho giáo viên đánh giá)
• 2.5.3. Phiếu tự đánh giá năng lực của học sinh
• 2.5.4. Đánh giá thông qua bài kiểm tra năng lực
• 2.5.4.1. Quy trình thiết kế bài kiểm tra năng lực
• 2.5.4.2. Đề kiểm tra minh họa
• 2.6. TIỂU KẾT CHƯƠNG 2
• 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích thực nghiệm
• 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm
• 3.3. Cách tiến hành thực nghiệm sư phạm
• 3.3.1. Chọn đối tượng và địa bàn thực nghiệm sư phạm
• 3.3.1.1. Chọn địa bàn thực nghiệm sư phạm
• 3.3.1.2. Chọn giáo viên thực nghiệm sư phạm
• 3.3.1.3. Chọn đối tượng thực nghiệm sư phạm
• 3.3.2. Kế hoạch bài học minh họa
• 3.3.3. Quy trình thực nghiệm sư phạm
• 3.3.3.1. Chuẩn bị thực nghiệm
• 3.3.3.2. Tổ chức dạy thực nghiệm sư phạm
• 3.3.3.3. Phân tích, xử lí và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.3.3.3.1. Đánh giá định tính
• 3.3.3.3.2. Đánh giá định lượng
• 3.3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.3.4.1. Đánh giá năng lực học tập của học sinh trước thực nghiệm
• 3.3.4.2. Đánh giá năng lực tự học khi sử dụng phần mềm
• 3.3.4.3. Kết quả khảo sát học sinh và biểu điểm chấm của giáo viên
• 3.3.4.3.1. Đánh giá kết quả khảo sát, thăm dò
• 3.3.4.3.2. Kết quả điểm thực nghiệm sư phạm lần 1
• 3.3.4.3.3. Kết quả điểm thực nghiệm sư phạm lần 2
• 3.3.4.4. Phân tích kết quả định lượng thực nghiệm sư phạm
• 3.3.4.5. Đánh giá năng lực sử dụng phần mềm của học sinh các lớp thực nghiệm
• 3.4. TIỂU KẾT CHƯƠNG 3
• 4. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về năng lực tự học hóa học

Năng lực tự học là một yếu tố quan trọng trong quá trình học tập của học sinh, đặc biệt là trong môn hóa học. Việc phát triển năng lực tự học không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn khuyến khích sự sáng tạo và khả năng tư duy độc lập. Trong bối cảnh giáo dục hiện đại, việc áp dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy hóa học đã trở thành một xu hướng tất yếu. Hóa học là môn học có khối lượng kiến thức phong phú, đòi hỏi học sinh phải có khả năng tự nghiên cứu và tìm hiểu. Việc sử dụng phần mềm tra cứu kiến thức hóa học sẽ hỗ trợ học sinh trong việc tiếp cận thông tin một cách nhanh chóng và hiệu quả. Theo nghiên cứu, việc phát triển năng lực tự học thông qua phần mềm không chỉ giúp học sinh cải thiện kết quả học tập mà còn tạo ra hứng thú trong việc học tập môn hóa học.

1.1. Khái niệm và vai trò của năng lực tự học

Năng lực tự học được hiểu là khả năng tự giác, chủ động trong việc tìm kiếm và tiếp thu kiến thức. Đặc biệt trong môn hóa học, năng lực này giúp học sinh không chỉ hiểu sâu về lý thuyết mà còn áp dụng vào thực tiễn. Việc phát triển năng lực tự học còn giúp học sinh hình thành thói quen học tập suốt đời, một yếu tố quan trọng trong bối cảnh xã hội hiện đại. Học sinh có thể tự tìm kiếm tài liệu, tham gia các khóa học trực tuyến, và sử dụng các phần mềm hỗ trợ học tập để nâng cao kiến thức của mình. Điều này không chỉ giúp học sinh tự tin hơn trong việc học mà còn phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề và tư duy phản biện.

II. Thiết kế phần mềm tra cứu kiến thức hóa học

Phần mềm tra cứu kiến thức hóa học được thiết kế nhằm hỗ trợ học sinh trong việc tìm kiếm và tiếp cận thông tin một cách nhanh chóng và hiệu quả. Phần mềm này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn bao gồm các dữ liệu thực nghiệm, video thí nghiệm và bài tập vận dụng. Mục tiêu chính của phần mềm là phát triển năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông. Việc sử dụng phần mềm này giúp học sinh có thể tự học một cách chủ động, từ đó nâng cao khả năng tiếp thu kiến thức. Theo nghiên cứu, việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục đã mang lại nhiều lợi ích, giúp học sinh dễ dàng tiếp cận thông tin và tài liệu học tập. Phần mềm được xây dựng trên nền tảng Microsoft Access và sử dụng Visual Basic for Application (VBA) để tạo ra giao diện thân thiện và dễ sử dụng.

2.1. Mục tiêu và nội dung của phần mềm

Mục tiêu của phần mềm là cung cấp cho học sinh một công cụ hữu ích để tra cứu kiến thức hóa học một cách nhanh chóng và hiệu quả. Nội dung phần mềm bao gồm các chủ đề cơ bản trong hóa học, các bài tập thực hành và video thí nghiệm. Học sinh có thể dễ dàng tìm kiếm thông tin theo từng chủ đề, từ đó nâng cao khả năng tự học và tự nghiên cứu. Phần mềm cũng cung cấp các bài kiểm tra để đánh giá năng lực tự học của học sinh, giúp giáo viên có thể theo dõi tiến độ học tập của học sinh một cách hiệu quả. Việc thiết kế phần mềm này không chỉ giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách dễ dàng mà còn khuyến khích sự sáng tạo và khả năng tư duy độc lập.

III. Ứng dụng phần mềm trong giảng dạy hóa học

Việc ứng dụng phần mềm tra cứu kiến thức hóa học trong giảng dạy đã mang lại nhiều lợi ích cho học sinh. Phần mềm không chỉ giúp học sinh dễ dàng tiếp cận kiến thức mà còn tạo ra môi trường học tập tích cực. Học sinh có thể sử dụng phần mềm trước, trong và sau giờ học để củng cố kiến thức và thực hành. Việc sử dụng phần mềm trong giảng dạy cũng giúp giáo viên có thể theo dõi và đánh giá năng lực tự học của học sinh một cách hiệu quả. Theo nghiên cứu, việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục đã giúp nâng cao chất lượng dạy và học, đặc biệt là trong môn hóa học. Học sinh có thể tự học một cách chủ động, từ đó phát triển năng lực tự học và khả năng tư duy độc lập.

3.1. Lợi ích của việc sử dụng phần mềm trong giảng dạy

Việc sử dụng phần mềm tra cứu kiến thức hóa học trong giảng dạy mang lại nhiều lợi ích cho học sinh. Đầu tiên, phần mềm giúp học sinh dễ dàng tiếp cận kiến thức một cách nhanh chóng và hiệu quả. Thứ hai, phần mềm cung cấp các bài tập thực hành và video thí nghiệm, giúp học sinh có thể áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Thứ ba, phần mềm còn giúp giáo viên theo dõi tiến độ học tập của học sinh, từ đó có những điều chỉnh phù hợp trong quá trình giảng dạy. Cuối cùng, việc sử dụng phần mềm còn tạo ra hứng thú cho học sinh trong việc học tập môn hóa học, khuyến khích sự sáng tạo và khả năng tư duy độc lập.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục với đề tài "Thiết kế và sử dụng phần mềm tra cứu kiến thức hóa học nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Phan Hoài Thanh, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Cao Cự Giác tại Trường Đại học Vinh vào năm 2020. Luận án thuộc chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Hóa học, mã số 9140111.

Thông tin tổng quan	Nội dung chi tiết
Tên đề tài	Thiết kế và sử dụng phần mềm tra cứu kiến thức hóa học nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông
Tác giả	Phan Hoài Thanh
Người hướng dẫn khoa học	PGS.TS. Cao Cự Giác
Cơ sở đào tạo	Trường Đại học Vinh
Chuyên ngành / Mã số	Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Hóa học / 9140111
Năm hoàn thành	2020
Dung lượng văn bản	137 trang chính văn (Mở đầu: 6 trang; 3 chương nội dung: 129 trang; Kết luận và khuyến nghị: 2 trang), 26 bảng số liệu, 63 hình vẽ, 118 tài liệu tham khảo và 101 trang phụ lục

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Theo lập luận của tác giả, xu hướng đổi mới giáo dục trên thế giới cũng như tại Việt Nam đang chuyển dịch căn bản từ giáo dục định hướng nội dung sang giáo dục định hướng phát triển năng lực người học, trong đó năng lực tự học giữ vai trò then chốt cho quá trình học tập suốt đời. Các văn kiện pháp lý chiến lược của Việt Nam gồm Nghị quyết số 29-NQ/TW của Ban Chấp hành Trung ương Đảng (khóa XI), Quyết định 711/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ và Luật Giáo dục năm 2019 (khoản 3 Điều 30) đều nhấn mạnh yêu cầu chuyển từ truyền thụ áp đặt một chiều sang dạy cách học, bồi dưỡng phương pháp tự học và tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) vào quá trình giáo dục phổ thông.

Trong môn Hóa học cấp trung học phổ thông, dung lượng kiến thức lí thuyết trừu tượng và các dữ liệu thực nghiệm rất phong phú, tạo áp lực ghi nhớ và vận dụng lớn đối với học sinh. Dù công nghệ thông tin đã được đưa vào nhà trường, việc ứng dụng công nghệ phục vụ trực tiếp cho hoạt động tự học, tự rèn luyện của học sinh vẫn còn hạn chế. Đa phần các phần mềm, tiện ích dạy học Hóa học hiện hành là sản phẩm thương mại của nước ngoài, chi phí bản quyền cao, giao diện ngoại ngữ và thiếu tính thuần Việt. Đặc biệt, thực tiễn dạy học thời điểm nghiên cứu chưa có một phần mềm tra cứu kiến thức hóa học mang tính tích hợp (kết hợp đồng bộ lí thuyết cơ bản, dữ liệu thực nghiệm, video thí nghiệm, bài tập vận dụng và hệ thống kiểm tra đánh giá kết quả tự học) được thiết kế theo cấu trúc mã nguồn mở cho phép giáo viên và học sinh tự cập nhật học liệu. Đây chính là khoảng trống nghiên cứu mà đề tài lựa chọn giải quyết.

Mục tiêu, câu hỏi và giả thuyết nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu tổng quát được văn bản xác định là: nghiên cứu, đề xuất các bước vận dụng phần mềm tra cứu kiến thức hóa học góp phần phát triển năng lực tự học môn Hóa học cho học sinh ở các trường phổ thông.

Văn bản xác lập hai giả thuyết khoa học:

• Giả thuyết 1: Nếu nắm bắt được chương trình Microsoft Access và ngôn ngữ lập trình Visual Basic for Applications (VBA) thì sẽ tạo được các chương trình có ứng dụng thiết thực trong dạy và học.
• Giả thuyết 2: Nếu thiết kế được phần mềm tra cứu kiến thức hóa học và sử dụng phần mềm đã thiết kế một cách hợp lí, hiệu quả thì sẽ phát triển được năng lực tự học hóa học cho học sinh ở các trường phổ thông.

Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án được chia thành 7 nội dung cụ thể:

1. Nghiên cứu cơ sở lí luận và ứng dụng của Microsoft Access cùng Visual Basic for Applications (khái niệm, giao diện biểu mẫu form, bảng dữ liệu table, truy vấn query, báo cáo report và cấu trúc mã lệnh cho các nút điều khiển).
2. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học hóa học.
3. Xây dựng "Phần mềm tra cứu kiến thức hoá học" (thiết kế giao diện, lập trình và số hóa dữ liệu).
4. Nghiên cứu cơ sở lí luận về các phương pháp dạy học tích cực và năng lực tự học môn Hóa học của học sinh phổ thông.
5. Nghiên cứu, đề xuất cấu trúc năng lực tự học và xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực tự học của học sinh phổ thông thông qua phần mềm tra cứu kiến thức hóa học.
6. Đề xuất các bước sử dụng phần mềm trong việc phát triển năng lực tự học hóa học cho học sinh theo ba hình thức: trước khi lên lớp, trong khi lên lớp và sau khi lên lớp.
7. Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của các giải pháp đã đề xuất.

Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Khách thể nghiên cứu: Quá trình ứng dụng công nghệ thông tin trong việc dạy và học môn Hóa học.
• Đối tượng nghiên cứu: Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft Access và ngôn ngữ lập trình Visual Basic for Applications; Phần mềm tra cứu kiến thức hóa học; Năng lực tự học môn Hóa học của học sinh trung học phổ thông.
• Phạm vi nội dung: Luận án tập trung nghiên cứu vai trò và ứng dụng của phần mềm tra cứu kiến thức hóa học đối với việc nâng cao năng lực tự học, tự nghiên cứu môn Hóa học của học sinh trung học phổ thông.
• Phạm vi không gian và thời gian thực nghiệm: Đề tài triển khai khảo sát thực trạng và tổ chức thực nghiệm sư phạm tại 4 trường trung học phổ thông thuộc 3 tỉnh: Trường THPT Quỳnh Lưu 1 (Nghệ An), Trường THPT Nguyễn Đức Mậu (Nghệ An), Trường THPT Lê Lợi (Thanh Hóa) và Trường THPT Nguyễn Du (Đắk Lắk), hoàn thành trong giai đoạn 2019-2020.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu quốc tế

Văn bản điểm lại hệ thống nghiên cứu quốc tế trên hai trục chính: ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học và phát triển năng lực tự học.

• Ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục hóa học: Tác giả trích dẫn các kết luận của Bransford, Brown & Coking (2000), Grimus (2000), McFarlane & Sakellariou (2002), Osborne & Hennessy (2003) và Becta (2004) khẳng định công nghệ thông tin nâng cao thành tích học tập, tăng cường hứng thú và hỗ trợ giáo viên cá nhân hóa dạy học. Trong lĩnh vực hóa học, các nghiên cứu chuyên biệt gồm xây dựng thư viện mô phỏng môi trường đa phương tiện của Dalgarno (2002), mô hình hóa phân tử trên máy tính của Russell et al. (1997) và Wu et al. (2001), ứng dụng thế giới ảo của Woodward (1993), bảng tương tác của Gerard et al. (1999), cùng các công trình phát triển sách giáo khoa điện tử của Cavanaugh (2002) và website học tập của Guzetti et al. (2000). Về rào cản ứng dụng, luận án phân tích báo cáo tổng kết 26 quốc gia của Andrew Jones (2004), phân loại rào cản thành hai nhóm: cấp độ cá nhân giáo viên (thiếu thời gian, thiếu tự tin, thiếu năng lực công nghệ) và cấp độ quản lí (thiếu tập huấn, thiếu thiết bị), tương đồng với nghiên cứu của Ertmer (1999, 2005), Balanskat et al. (2006) và Paul Newhouse (2002). Đáng chú ý, công trình của Margaret J. Cox, Kate Cox và Christina Preston (2000) chỉ ra điểm nghẽn là giáo viên và học sinh thường chỉ ứng dụng công nghệ một cách cơ học mà thiếu phương pháp sư phạm tích hợp phù hợp.
• Giáo dục dựa trên năng lực và năng lực tự học: Tác giả dẫn chứng phong trào giáo dục dựa trên năng lực (Competency-Based Education - CBE) phát triển từ những năm 1960-1970 tại Hoa Kỳ và các nước phương Tây qua các công trình của Tuxworth (1989), Burke (1989), Sullivan (1995), Richards (2001) và Watson (1990). Định nghĩa nền tảng về tự học được trích dẫn từ Malcolm Shepherd Knowles (1975), xem tự học là một quá trình cá nhân tự thực hiện các hoạt động học tập, tự chẩn đoán nhu cầu, xác định mục tiêu, lựa chọn tài liệu, xây dựng chiến lược và tự đánh giá kết quả có hoặc không có sự hỗ trợ của người khác.

Các hướng nghiên cứu tại Việt Nam

Tại Việt Nam, nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin phát triển năng lực tự học được tác giả phân tích qua các công trình tiêu biểu:

• Luận án của Thái Hoài Minh (2014) về phát triển năng lực ứng dụng công nghệ thông tin cho sinh viên sư phạm Hóa học.
• Luận án của Nguyễn Thị Kim Ánh (2014) về xây dựng giáo trình điện tử trên nền website hỗ trợ tự học, tự nghiên cứu.
• Các công trình của Bùi Thị Hạnh (2014) và Phạm Ngọc Sơn (2013) nghiên cứu biện pháp ứng dụng công nghệ thiết kế tư liệu điện tử, giáo án điện tử, phim thí nghiệm và mô phỏng hóa học.
• Luận án của Võ Văn Duyên Em (2012) về thiết kế Ebook phần hóa học phi kim hỗ trợ dạy học kiến tạo.
• Các tài liệu hướng dẫn ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học Hóa học của Cao Cự Giác (2009, 2011), Trần Trung Ninh và Phạm Ngọc Bằng (2003).

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Tổng quan tài liệu chỉ ra rằng: phần lớn các nghiên cứu trong nước trước đó mới dừng lại ở việc chuyển thể tài liệu in sang dạng số, khai thác các phần mềm mô phỏng có sẵn (Flash, PowerPoint, ChemBioOffice) hoặc thiết kế website học tập riêng lẻ. Chưa có công trình nào tập trung nghiên cứu thiết kế một phần mềm máy tính chuyên dụng có tính năng tra cứu tích hợp toàn diện kiến thức hóa học, xây dựng trên hệ quản trị cơ sở dữ liệu có khả năng mở rộng dữ liệu, đồng thời xác lập tường minh khung năng lực tự học hóa học gắn liền với bộ công cụ đánh giá đa chiều thông qua quá trình tương tác với phần mềm.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và các khái niệm nền tảng

Luận án kế thừa và vận dụng hệ thống lí thuyết học tập hiện đại nhằm định hướng phát triển năng lực:

• Lí thuyết hoạt động (L.S. Vygotsky, A.N. Leontiev): Xem hoạt động là phương thức tồn tại và phát triển của con người. Trong dạy học, nội dung giáo dục phải được chuyển hóa thành hệ thống hành động học tập của chính học sinh, biến đối tượng tri thức bên ngoài thành cấu trúc tâm lí và kinh nghiệm nội tại của chủ thể người học.
• Lí thuyết nhận thức (Jean Piaget): Nhấn mạnh quá trình nhận thức bên trong là quá trình xử lí thông tin có cấu trúc. Dạy học cần tạo môi trường kích thích tư duy, thúc đẩy người học tự giải quyết vấn đề và tự điều chỉnh nhận thức qua kinh nghiệm.
• Lí thuyết kiến tạo (Brandt, Brooks): Khẳng định người học tự xây dựng tri thức cho mình bằng cách thích nghi với môi trường học tập, tổng hợp kinh nghiệm mới vào các cấu trúc nhận thức sẵn có thay vì tiếp nhận thụ động.
• Mô hình 4 trụ cột giáo dục của UNESCO (Jacques Delors, 1996): Học để biết (nắm công cụ học tập, học cách học), học để làm (hình thành kĩ năng thực hành), học để cùng chung sống (hợp tác, thấu hiểu) và học để làm người (phát triển toàn diện nhân cách, tự chủ).
• Các phương pháp dạy học tích cực: Luận án gắn phần mềm với các phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, dạy học phân hóa, sử dụng thí nghiệm trực quan, dạy học theo dự án và phương pháp WebQuest.
• Định nghĩa năng lực tự học môn Hóa học của luận án: Dựa trên các khái niệm của N. Rubakin, Malcolm Knowles, Thái Duy Tuyên, Vũ Quốc Chung, Lê Hải Yến và Chương trình giáo dục phổ thông môn Hóa học, tác giả định nghĩa: "Năng lực tự học của học sinh phổ thông là khả năng học sinh lập được kế hoạch tự học một cách khoa học, thực hiện có hiệu quả kế hoạch tự học đã lập, tự đánh giá kết quả đạt được và điều chỉnh quá trình tự học có sự hỗ trợ của giáo viên".

Phương pháp nghiên cứu

Luận án triển khai ba nhóm phương pháp nghiên cứu khoa học giáo dục:

1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận: Phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa các văn bản chỉ đạo của Đảng, Nhà nước, Bộ Giáo dục và Đào tạo; nghiên cứu tài liệu về tâm lí học, giáo dục học, lí thuyết dạy học tích cực, năng lực tự học; nghiên cứu tài liệu kĩ thuật về hệ quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft Access và ngôn ngữ lập trình VBA.
2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
   • Phương pháp điều tra xã hội học bằng phiếu hỏi (bảng hỏi anket) khảo sát giáo viên và học sinh về thực trạng ứng dụng công nghệ thông tin và thực trạng tự học môn Hóa học.
   • Phương pháp chuyên gia và trao đổi kinh nghiệm: xin ý kiến đánh giá của các chuyên gia phương pháp dạy học Hóa học, giáo viên phổ thông cốt cán về cấu trúc khung năng lực tự học và giao diện, chức năng của phần mềm.
   • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: tiến hành thực nghiệm thăm dò và thực nghiệm chính thức 2 đợt độc lập có đối chứng trên các lớp học phổ thông để đo lường định tính và định lượng sự phát triển năng lực tự học của học sinh.
3. Nhóm phương pháp xử lí thông tin: Ứng dụng thống kê toán học trong giáo dục để xử lí số liệu thu được từ phiếu khảo sát và bài kiểm tra thực nghiệm (lập bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy; tính điểm trung bình mẫu, độ lệch chuẩn, phương sai; dựng biểu đồ và đồ thị đường lũy tích để so sánh các mẫu thực nghiệm và đối chứng).

Nguồn tư liệu và dữ liệu

Dữ liệu nghiên cứu bao gồm: chương trình giáo dục phổ thông môn Hóa học; sách giáo khoa và tài liệu chuẩn kiến thức kĩ năng hiện hành; hệ thống video thí nghiệm thực tế và mô phỏng; ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm khách quan; phiếu điều tra thực trạng giáo viên và học sinh; kết quả các bài kiểm tra khảo sát trước và sau tác động sư phạm tại 4 trường trung học phổ thông.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc ứng dụng công nghệ thông tin để phát triển năng lực tự học cho học sinh

Chương 1 có độ dài 43 trang, làm sáng tỏ các khái niệm cơ bản và khảo sát thực trạng giáo dục phổ thông. Tác giả phân biệt rõ ranh giới giữa giáo án và giáo án điện tử, bài giảng và bài giảng điện tử, xác định phần mềm dạy học và bản trình chiếu PowerPoint đóng vai trò là phương tiện hỗ trợ dạy học. Luận án phân tích chi tiết nền tảng công nghệ Microsoft Access và VBA:

• Microsoft Access: Là hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ có công cụ thông minh Wizard, cơ chế tạo câu hỏi truy vấn theo mẫu QBE (Query By Example), kiểu trường kết nhúng đối tượng OLE (Object Linking and Embedding), khả năng lưu trữ toàn bộ cơ sở dữ liệu vào một tập tin duy nhất (.mdb/.accdb) và hỗ trợ kết nối mô hình Client/Server với MS SQL Server.
• Visual Basic for Applications (VBA): Được lựa chọn làm ngôn ngữ viết mã lệnh cho các nút điều khiển thay vì macro có sẵn, nhằm đáp ứng các thao tác xử lí dữ liệu chuyên sâu và tùy biến logic hiển thị phức tạp.

Về mặt thực tiễn, luận án khảo sát thực trạng năng lực ICT của giáo viên và học sinh tại các trường phổ thông (trình bày qua 18 biểu đồ từ Hình 1.1 đến Hình 1.18). Kết quả điều tra cho thấy:

• Cơ sở vật chất máy chiếu, phòng máy ở nhiều đơn vị đã được đầu tư nhưng năng lực ứng dụng sư phạm ICT của giáo viên phần lớn chỉ ở mức trung bình theo tiêu chuẩn UNESCO; giáo viên còn thiếu ngân hàng học liệu điện tử chuyên ngành.
• Đa số giáo viên sử dụng công nghệ thông tin chủ yếu cho việc soạn giáo án và trình chiếu bài giảng bằng PowerPoint, rất ít người tự xây dựng các phần mềm hoặc chương trình hỗ trợ tự học cho học sinh.
• Học sinh có thái độ tích cực với các tiết học ứng dụng công nghệ nhưng kỹ năng tự tìm kiếm và khai thác tài nguyên khoa học trên internet còn hạn chế; nguồn tài liệu tự nghiên cứu chủ yếu vẫn là sách giáo khoa truyền thống; thời điểm kiểm tra tự học của giáo viên chưa thường xuyên, dẫn đến việc tự học chưa đạt hiệu quả mong muốn.

Chương 2: Thiết kế và sử dụng phần mềm tra cứu kiến thức hoá học nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông

Chương 2 có độ dài 54 trang, trình bày toàn bộ quy trình công nghệ phát triển phần mềm và phương pháp sư phạm sử dụng phần mềm.

1. Thiết kế phần mềm tra cứu kiến thức hóa học:
   • Nguyên tắc thiết kế: Đảm bảo tính khoa học, tính sư phạm, tính thực tiễn, giao diện trực quan, thuần Việt, dễ thao tác và có cấu trúc dữ liệu mở.
   • Quy trình kĩ thuật: Thiết kế các bảng dữ liệu nguồn bằng công cụ Table Design; tạo các giao diện màn hình bằng Form; xây dựng các hộp điều khiển Control; viết mã lệnh điều hướng và truy vấn bằng VBA.
   • Hệ thống giao diện và chức năng của phần mềm:
     • Màn hình chính (Form Main): Điều hướng đến các phân hệ nội dung.
     • Phân hệ Kiến thức cơ bản: Cung cấp hệ thống lí thuyết trọng tâm theo từng bài học (ví dụ: bài Nguyên tố hóa học).
     • Phân hệ Bài tập vận dụng: Phân dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao (ví dụ: bài tập về Đồng vị).
     • Phân hệ Trắc nghiệm và làm bài: Cung cấp hệ thống câu hỏi trắc nghiệm nhiều lựa chọn, hỗ trợ học sinh tự thao tác chấm điểm và xem phản hồi đáp án tức thời.
     • Phân hệ Tra cứu dữ liệu đồng vị, Phổ khối lượng, Dữ liệu nguyên tố và Cấu hình electron nguyên tử.
     • Phân hệ Video thí nghiệm: Tích hợp các video thực nghiệm trực quan (minh họa thí nghiệm Cu tác dụng với $H_2SO_4$ loãng và $H_2SO_4$ đặc nóng).
2. Xây dựng khung năng lực tự học hóa học với sự hỗ trợ của phần mềm: Luận án đề xuất khung năng lực gồm 5 năng lực thành phần, được cụ thể hóa thành 10 tiêu chí và mô tả chi tiết theo 4 mức độ phát triển (Bảng 2.1):

Năng lực thành phần	Tiêu chí đánh giá (TC)
NL1. Xác định mục tiêu và lập kế hoạch tự học	TC1: Xác định mục tiêu tự học bài học môn Hóa học. TC2: Xây dựng kế hoạch tự học với sự hỗ trợ của phần mềm.
NL2. Thu thập và xử lí thông tin hóa học	TC3: Tra cứu thông tin lí thuyết và dữ liệu thực nghiệm trên phần mềm. TC4: Xử lí, chọn lọc và ghi nhận thông tin khoa học phục vụ nhiệm vụ học tập.
NL3. Thực hiện kế hoạch tự học môn Hóa học	TC5: Tự lực tiếp thu kiến thức lí thuyết mới thông qua phần mềm. TC6: Quan sát, phân tích hiện tượng qua video thí nghiệm và phổ khối lượng. TC7: Vận dụng kiến thức giải quyết hệ thống bài tập trắc nghiệm và tự luận.
NL4. Tự kiểm tra, đánh giá và điều chỉnh	TC8: Tự đánh giá mức độ nắm vững kiến thức qua hệ thống bài làm trắc nghiệm. TC9: Phát hiện sai sót, khiếm khuyết trong nhận thức và điều chỉnh kế hoạch học tập.
NL5. Hợp tác và chia sẻ thông tin	TC10: Thảo luận, chia sẻ tài nguyên và kết quả tự học với bạn bè và giáo viên.

3. Quy trình sư phạm sử dụng phần mềm:
   • Trước khi lên lớp: Học sinh sử dụng phần mềm tại nhà để đọc trước kiến thức cơ bản, quan sát trước video thí nghiệm, chuẩn bị câu hỏi thảo luận.
   • Trong khi lên lớp: Khai thác phần mềm trong các giờ dạy lí thuyết, giờ thực hành thí nghiệm (củng cố kĩ năng thao tác và an toàn hóa chất), giờ luyện tập - ôn tập (như bài học ôn tập chương Oxi - Lưu huỳnh thông qua hoạt động nhóm) và giờ kiểm tra năng lực.
   • Sau khi lên lớp: Học sinh tự giải quyết bài tập củng cố, làm bài kiểm tra trắc nghiệm để tự chấm điểm, mở rộng hiểu biết qua kho dữ liệu nguyên tố và phổ khối lượng.
4. Bộ công cụ đánh giá: Luận án thiết kế bảng tiêu chí đánh giá dành cho giáo viên, phiếu tự đánh giá dành cho học sinh và quy trình biên soạn bài kiểm tra đánh giá năng lực minh họa.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 có độ dài 32 trang, trình bày quy trình và kết quả thực nghiệm sư phạm tại 4 trường THPT (Quỳnh Lưu 1, Nguyễn Đức Mậu, Lê Lợi, Nguyễn Du).

• Tổ chức thực nghiệm: Đề tài triển khai thực nghiệm thăm dò và 2 vòng thực nghiệm sư phạm chính thức (Lần 1 và Lần 2). Ở mỗi trường, tác giả lựa chọn các cặp lớp có trình độ học lực tương đương nhau, phân chia thành nhóm Thực nghiệm (TN - học tập có sử dụng phần mềm theo quy trình đề xuất) và nhóm Đối chứng (ĐC - học tập theo phương pháp truyền thống không sử dụng phần mềm).
• Đánh giá định tính: Giáo viên và học sinh các lớp TN đánh giá cao tính tiện ích của phần mềm. Học sinh thể hiện sự hào hứng, chủ động tìm tòi kiến thức, giảm bớt sự thụ động ghi chép, hình thành thói quen tự tra cứu khi gặp các khái niệm hoặc bài toán khó.
• Đánh giá định lượng:
  • Trước thực nghiệm: Điểm kiểm tra khảo sát ban đầu cho thấy năng lực học tập của học sinh giữa hai nhóm TN và ĐC là tương đương, không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê.
  • Sau thực nghiệm (Lần 1 và Lần 2):
    • Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất tích lũy (Bảng 3.5 đến Bảng 3.20 trong văn bản) chỉ ra rằng tỉ lệ học sinh đạt điểm khá, giỏi ở các lớp TN luôn cao hơn rõ rệt so với các lớp ĐC, trong khi tỉ lệ điểm trung bình và yếu kém giảm mạnh.
    • Đồ thị đường lũy tích điểm kiểm tra thực nghiệm của lớp TN ở cả 4 trường (Hình 2.27 đến Hình 2.34) luôn lệch về phía bên phải và nằm phía dưới đường lũy tích của lớp ĐC, chứng minh định lượng rằng chất lượng học tập của nhóm thực nghiệm vượt trội hơn nhóm đối chứng một cách ổn định qua cả hai lần đo lường.
    • Kết quả chấm điểm tiêu chí năng lực tự học của học sinh qua phiếu tự đánh giá và đánh giá của giáo viên (Hình 2.25 và 2.26) cho thấy điểm trung bình tất cả 10 tiêu chí NLTH của lớp TN sau tác động đều tăng trưởng có ý nghĩa so với giai đoạn đầu thực nghiệm.
    • Đánh giá năng lực thao tác phần mềm của học sinh các lớp TN (Bảng 3.21) ghi nhận phần lớn học sinh sử dụng thành thạo các tính năng tra cứu lí thuyết, khai thác video và làm bài kiểm tra trắc nghiệm.

---

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 việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học Hóa học theo định hướng tiếp cận năng lực, phù hợp với yêu cầu đổi mới chương trình giáo dục phổ thông.
2. Xác lập cơ sở khoa học cho việc ứng dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft Access kết hợp ngôn ngữ lập trình Visual Basic for Applications (VBA) để thiết kế các phần mềm dạy học chuyên ngành có tính năng quản trị dữ liệu phức hợp.
3. Đề xuất cấu trúc khung năng lực tự học hóa học của học sinh trung học phổ thông có sự hỗ trợ của phần mềm tra cứu kiến thức, bao gồm 5 năng lực thành phần, 10 tiêu chí đánh giá được mô tả tường minh theo 4 mức độ phát triển.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

1. Thiết kế thành công "Phần mềm tra cứu kiến thức hoá học" bằng tiếng Việt, tích hợp đa dạng các hợp phần học liệu: lí thuyết trọng tâm, bài tập vận dụng, hệ thống câu hỏi trắc nghiệm tự kiểm tra, kho dữ liệu nguyên tố, phổ khối lượng, cấu hình electron và video thí nghiệm thực nghiệm.
2. Xây dựng phần mềm theo cấu trúc dữ liệu mở, cho phép giáo viên bộ môn chủ động cập nhật, bổ sung tài nguyên học liệu số phù hợp với từng bài học cụ thể mà không cần can thiệp sâu vào cấu trúc mã nguồn.
3. Xây dựng quy trình sư phạm gồm 3 giai đoạn (trước khi lên lớp, trong khi lên lớp, sau khi lên lớp) chỉ dẫn cụ thể phương thức khai thác phần mềm nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh phổ thông.
4. Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực tự học gồm bảng tiêu chí dành cho giáo viên quan sát đánh giá và phiếu tự đánh giá dành cho học sinh.
5. Kiểm chứng thực tế tính khả thi và hiệu quả của hệ thống giải pháp thông qua thực nghiệm sư phạm tại 4 trường THPT thuộc địa bàn các tỉnh Nghệ An, Thanh Hóa và Đắk Lắk.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất của tác giả

• Đối với các cấp quản lí giáo dục (Sở GD&ĐT, Ban giám hiệu nhà trường): Cần quan tâm đầu tư hoàn thiện cơ sở hạ tầng kĩ thuật công nghệ thông tin (máy chiếu, phòng máy tính kết nối mạng); tổ chức các lớp tập huấn, bồi dưỡng nghiệp vụ sư phạm ICT cho giáo viên; có cơ chế khuyến khích giáo viên nghiên cứu, tự tạo các học liệu điện tử phục vụ giảng dạy.
• Đối với giáo viên bộ môn Hóa học: Cần chủ động thay đổi thói quen dạy học truyền thụ một chiều, tích cực ứng dụng công nghệ thông tin vào khâu hướng dẫn học sinh tự học; khai thác triệt để các tính năng của phần mềm để tổ chức dạy học phân hóa và dạy học giải quyết vấn đề.
• Đối với học sinh: Cần nâng cao ý thức tự giác, chủ động lập kế hoạch tự học, khai thác phần mềm như một công cụ hỗ trợ giải quyết khó khăn trong học tập và rèn luyện kĩ năng tự kiểm tra, tự đánh giá.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

Căn cứ trên văn bản và phạm vi nghiên cứu thực tế:

• Địa bàn thực nghiệm sư phạm mới chỉ triển khai tại 4 trường trung học phổ thông thuộc 3 tỉnh (Nghệ An, Thanh Hóa, Đắk Lắk); chưa mở rộng khảo sát và kiểm chứng trên diện rộng ở các vùng miền khác có điều kiện cơ sở vật chất và trình độ học sinh đa dạng hơn.
• Phần mềm tra cứu kiến thức hóa học được thiết kế trên môi trường Microsoft Access và VBA, do đó chủ yếu vận hành trên hệ điều hành Windows trên máy vi tính để bàn hoặc máy tính xách tay; chưa được chuyển đổi để chạy trực tiếp trên các nền tảng di động thông minh (hệ điều hành Android, iOS) hoặc xây dựng thành ứng dụng web trực tuyến đa nền tảng.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Tiếp tục rà soát, cập nhật và bổ sung cơ sở dữ liệu lí thuyết, thí nghiệm và bài tập trong phần mềm cho tương thích hoàn toàn với nội dung của Chương trình giáo dục phổ thông môn Hóa học mới.
• Nghiên cứu mở rộng việc triển khai phần mềm và quy trình sư phạm tại nhiều trường trung học phổ thông trên cả nước để thu thập dữ liệu thực nghiệm quy mô lớn hơn.
• Nghiên cứu chuyển giao mã nguồn và phát triển phần mềm tra cứu từ phiên bản chạy cục bộ trên máy tính sang nền tảng web (Web-based application) hoặc ứng dụng trên thiết bị di động (Mobile App) nhằm tạo điều kiện cho học sinh tra cứu và tự học mọi lúc, mọi nơi.

---

Giá trị tham khảo

Luận án mang lại giá trị tham khảo cụ thể cho các nhóm đối tượng trong lĩnh vực khoa học giáo dục:

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học Hóa học: Luận án cung cấp mô hình tham khảo về phương pháp luận kết hợp giữa công nghệ phần mềm (cơ sở dữ liệu Microsoft Access, ngôn ngữ lập trình VBA) với lí luận dạy học phát triển năng lực; cung cấp khung năng lực tự học gồm 5 thành phần, 10 tiêu chí và quy trình thiết kế công cụ đo lường sư phạm.
• Đối với giáo viên Hóa học cấp trung học phổ thông: Có thể sử dụng trực tiếp phần mềm tra cứu kiến thức hóa học làm nguồn học liệu điện tử tại đơn vị; áp dụng quy trình 3 giai đoạn (trước, trong và sau giờ lên lớp) để tổ chức các tiết học lí thuyết, ôn tập, thực hành và kiểm tra đánh giá; tham khảo bộ phiếu đánh giá để theo dõi mức độ tiến bộ về năng lực tự học của học sinh.
• Đối với cán bộ quản lí chuyên môn tại các trường phổ thông: Cung cấp minh chứng thực tiễn về hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong nâng cao chất lượng dạy học môn Hóa học, hỗ trợ định hướng xây dựng kế hoạch bồi dưỡng năng lực sư phạm ICT cho đội ngũ giáo viên.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Phần mềm tra cứu kiến thức hóa học trong luận án được xây dựng dựa trên công nghệ nào và vì sao tác giả lựa chọn công nghệ đó?

Phần mềm được xây dựng bằng hệ quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft Access kết hợp ngôn ngữ lập trình Visual Basic for Applications (VBA). Tác giả lựa chọn hệ công nghệ này vì Microsoft Access cung cấp công cụ tổ chức, lưu trữ và truy vấn cơ sở dữ liệu quan hệ mạnh mẽ, dễ sử dụng thông qua các Wizard và bảng QBE, cho phép nhúng đa phương tiện qua trường OLE và lưu gói toàn bộ dữ liệu trong một tập tin duy nhất (.accdb hoặc .mdb). Việc lập trình bằng ngôn ngữ VBA thay cho các lệnh macro có sẵn giúp tác giả làm chủ hoàn toàn các logic điều khiển phức tạp, tùy biến giao diện và xây dựng cấu trúc mã nguồn mở để người dùng dễ dàng cập nhật dữ liệu học liệu.

2. Khung năng lực tự học hóa học với sự hỗ trợ của phần mềm gồm những thành phần nào?

Khung năng lực tự học được luận án xác lập gồm 5 năng lực thành phần với 10 tiêu chí đánh giá cụ thể:

1. Xác định mục tiêu và lập kế hoạch tự học (TC1: xác định mục tiêu; TC2: xây dựng kế hoạch).
2. Thu thập và xử lí thông tin hóa học (TC3: tra cứu lí thuyết và dữ liệu thực nghiệm; TC4: chọn lọc, xử lí thông tin).
3. Thực hiện kế hoạch tự học môn Hóa học (TC5: tự lực tiếp thu kiến thức mới; TC6: quan sát, phân tích hiện tượng qua video thí nghiệm và phổ khối lượng; TC7: vận dụng giải quyết bài tập).
4. Tự kiểm tra, đánh giá và điều chỉnh (TC8: tự đánh giá qua bài trắc nghiệm; TC9: phát hiện sai sót và điều chỉnh).
5. Hợp tác và chia sẻ thông tin (TC10: thảo luận, chia sẻ kết quả tự học).

3. Quy trình sử dụng phần mềm nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh được triển khai qua các bước nào?

Quy trình sư phạm được tổ chức theo 3 giai đoạn:

• Giai đoạn 1 (Trước khi lên lớp): Học sinh chủ động tra cứu lí thuyết cơ bản, chuẩn bị bài học mới và xem trước các video thí nghiệm trên phần mềm tại nhà.
• Giai đoạn 2 (Trong khi lên lớp): Giáo viên hướng dẫn học sinh khai thác phần mềm trong giờ học lí thuyết, giờ thực hành thí nghiệm (củng cố kĩ năng, an toàn thao tác), giờ ôn tập - luyện tập (tổ chức hoạt động nhóm) và giờ kiểm tra năng lực.
• Giai đoạn 3 (Sau khi lên lớp): Học sinh sử dụng phần mềm để ôn tập, củng cố bài học, tự thực hiện các bài kiểm tra trắc nghiệm để tự chấm điểm và mở rộng kiến thức chuyên sâu.

4. Quá trình thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại những cơ sở nào và kết quả định lượng chứng minh điều gì?

Thực nghiệm sư phạm được tiến hành qua 2 đợt (Lần 1 và Lần 2) tại 4 trường THPT: Quỳnh Lưu 1 (Nghệ An), Nguyễn Đức Mậu (Nghệ An), Lê Lợi (Thanh Hóa) và Nguyễn Du (Đắk Lắk). Kết quả định lượng cho thấy: trước thực nghiệm, trình độ hai nhóm TN và ĐC là tương đương; sau thực nghiệm, tỉ lệ học sinh đạt điểm khá, giỏi ở nhóm TN cao hơn rõ rệt so với nhóm ĐC; đồ thị đường lũy tích của lớp TN ở cả 4 trường luôn nằm về phía bên phải và phía dưới đường lũy tích của lớp ĐC; điểm trung bình các tiêu chí đánh giá năng lực tự học của học sinh nhóm thực nghiệm đều tăng trưởng cao hơn có ý nghĩa so với nhóm đối chứng.

5. Phần mềm tra cứu của luận án có điểm gì khác biệt so với các phần mềm dạy học hóa học phổ biến trước đó tại Việt Nam?

Phần lớn các phần mềm trước đó chỉ là bài trình chiếu đơn thuần, mô phỏng thí nghiệm cục bộ (Flash, ChemBioOffice) hoặc website học tập đóng kín. Phần mềm trong luận án là sản phẩm phần mềm máy tính thuần Việt tích hợp đồng bộ lí thuyết trọng tâm, bài tập phân dạng, video thí nghiệm thực tế, phổ khối lượng, cấu hình electron và hệ thống trắc nghiệm tự chấm điểm. Đặc biệt, phần mềm được thiết kế theo cấu trúc cơ sở dữ liệu mở, cho phép giáo viên và học sinh tự nhập và cập nhật thêm nguồn tài nguyên học liệu số theo nhu cầu giảng dạy và học tập thực tế.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Phan Hoài Thanh đã giải quyết hoàn chỉnh vấn đề thiết kế và sử dụng phần mềm tra cứu kiến thức hóa học trên nền tảng Microsoft Access và VBA phục vụ mục tiêu phát triển năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông. Nghiên cứu đã xác lập thành công khung năng lực tự học chuyên biệt gồm 5 thành phần, 10 tiêu chí và quy trình dạy học 3 giai đoạn được kiểm chứng sư phạm chặt chẽ tại 4 trường phổ thông. Kết quả nghiên cứu cung cấp một giải pháp công nghệ giáo dục có tính khả thi, đóng góp thiết thực vào lí luận và thực tiễn đổi mới phương pháp dạy học môn Hóa học ở bậc trung học phổ thông.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1. Những kết quả nghiên cứu trên thế giới 1. Các nghiên cứu về ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học.

Trong thời đại phát triển như vũ bão kĩ thuật số, CNTT là một thành tố vô cùng quan trọng trong mọi lĩnh vực. Trong giáo dục, nhiều nghiên cứu về hiệu quả của việc ứng dụng CNTT trong dạy học đã được thực hiện. Bransford, Brown và Coking [83], Grimus [89] đã nhận định rằng CNTT là một trong những thành tố quan trọng nhất của quá trình dạy học hiện nay. CNTT có thể đóng nhiều vai trò khác nhau trong quá trình dạy học.

Trong tác phẩm How people learn: Brain, mind, experience, and school [83], khi tổng kết nhiều công trình nghiên cứu về lĩnh vực này, Bransford và các cộng sự đã đưa ra kết luận CNTT đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao thành tích học tập của HS cũng như hiệu quả của quá trình dạy học. Ứng dụng công nghệ trong dạy học không những làm tăng sự hiểu biết [73] mà còn góp phần rèn luyện kĩ năng và tạo hứng thú học tập cho người học [92]. Đối với GV, CNTT góp phần nâng cao hiệu quả các phương pháp dạy học trong lớp học truyền thống đồng thời tạo điều kiện cho GV quan tâm sâu sắc hơn đến những nhu cầu riêng biệt của mỗi HS [82]. Trong khoa học giáo dục, GV có nhiều cách để sử dụng ICT hiệu quả, trong đó: sử dụng hợp lí ICT làm tăng giá trị các hoạt động học tập, liên kết ICT vào các hoạt động dạy và học, khuyến khích người học chia sẽ những ý tưởng và tìm kiếm thông tin,.

Các nghiên cứu về sử dụng ICT trong giáo dục hóa học đã mang lại nhiều lợi ích cho cả người dạy lẫn người học có thể kể đến: tạo thư viện mô phỏng hỗ trợ học tập với môi trường đa phương tiện cho môn hóa học [79]; mô hình hóa phân tử trên máy tính [94], [105]; thế giới ảo [106]; bảng tương tác [85]. Một trong những ứng dụng ICT trong dạy học hiện nay là thiết kế sách giáo khoa điện tử. Trên thế giới đã có nhiều tác giả xây dựng sách giáo khoa điện tử [71], tạo ra những website để hỗ trợ người học trong học tập và nghiên cứu của bản thân [87]. Trước bối cảnh đó, việc xác định các khó khăn cũng như thách thức đối với quá trình ứng dụng CNTT trong dạy học là điều rất cần thiết, để từ đó đề ra các giải pháp nhằm tăng cường và cải thiện việc ứng dụng CNTT trong dạy học.

Nhiều công luan an 8 trình nghiên cứu đã phân loại những rào cản này thành các nhóm điển hình. Trong báo cáo tổng kết về các rào cản trong việc ứng dụng CNTT của GV đúc kết từ nhiều công trình nghiên cứu từ 26 nước và quá trình khảo sát thực tế, Andrew Jones [72] phân loại thành hai nhóm rào cản chính gồm: - Nhóm ở mức độ cá nhân GV như thiếu thời gian, thiếu sự tự tin, thiếu NL về công nghệ. - Nhóm thuộc cấp độ quản lí như thiếu những khóa đào tạo huấn luyện hiệu quả, thiếu các phương tiện kĩ thuật,… Sự phân loại này cũng tương đồng trong những nghiên cứu khác của Ertmer [97] hay Balanskat và cộng sự [74]. Tuy nhiên, theo Khalid Abdullah Bingimlas [86] thì việc phân loại những rào cản chỉ mang tính tương đối vì giữa chúng có mối quan hệ phức tạp với nhau.

Trong các rào cản, kết quả nghiên cứu cho thấy GV có vai trò quan trọng đối với quá trình ứng dụng CNTT vào dạy học.