Tổng quan nghiên cứu

Thực hiện định hướng đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục theo tinh thần Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 và Điều 28.2 Luật Giáo dục Việt Nam, việc chuyển đổi từ phương pháp truyền thụ thụ động sang phát triển phẩm chất, năng lực người học là yêu cầu cấp thiết. Mặc dù Hóa học là môn khoa học thực nghiệm gắn liền với đời sống, nhưng khảo sát thực tế tại tỉnh Nam Định trên 498 học sinh bậc trung học cơ sở cho thấy có tới 82% học sinh đánh giá môn Hóa học là môn học khó và 55% học sinh chỉ giữ thái độ học tập ở mức bình thường. Nguyên nhân cốt lõi bắt nguồn từ phương pháp giảng dạy truyền thống nặng về lý thuyết hàn lâm, thiếu tính liên hệ thực tiễn và chưa kích thích được sự chủ động của người học.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Hóa học của tác giả Nguyễn Thị Thu Dịu, dưới sự hướng dẫn khoa học của Phó Giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Xuân Trường tại Trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội (2014), tập trung giải quyết bài toán cấp thiết này. Đề tài xác định mục tiêu trọng tâm là nghiên cứu cơ sở lý luận, xây dựng hệ thống dự án học tập chuyên sâu và quy trình tổ chức dạy học theo dự án cho 2 chương phần Hóa học hữu cơ lớp 9 (gồm 23 bài học). Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm sư phạm trong năm học 2013 – 2014 tại các trường Trung học cơ sở Lý Tự Trọng và Trung học cơ sở Nam Toàn thuộc tỉnh Nam Định. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện qua việc nâng cao hứng thú học tập, cải thiện rõ rệt điểm số kiểm tra định kỳ với tỷ lệ học sinh đạt điểm khá, giỏi tăng từ 15% đến 20%, đồng thời hình thành các kỹ năng mềm thiết yếu thế kỷ 21 cho học sinh phổ thông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng lý thuyết dạy học tích cực, thuyết kiến tạo và mô hình Dạy học theo dự án (Project-Based Learning). Dạy học theo dự án được định nghĩa là mô hình tổ chức dạy học phức hợp, trong đó học sinh dưới sự định hướng của giáo viên tự lực giải quyết nhiệm vụ gắn liền với thực tiễn từ lý thuyết đến thực hành, tạo ra sản phẩm cụ thể có thể công bố. Dựa trên phân loại của nhà giáo dục học Karl Frey, nghiên cứu chia dự án học tập thành 3 cấp độ theo quỹ thời gian: dự án nhỏ (2 đến 6 tiết trên lớp), dự án trung bình (1 tuần hoặc 40 giờ học ngoại khóa) và dự án lớn (kéo dài nhiều tuần).

Tiến trình dạy học theo dự án được chuẩn hóa thành quy trình 3 giai đoạn gồm 6 bước tác nghiệp: Giai đoạn 1 - Lập kế hoạch (lựa chọn chủ đề, xây dựng tiểu chủ đề, lập kế hoạch nhiệm vụ); Giai đoạn 2 - Thực hiện dự án (thu thập thông tin, điều tra thực tế, xử lý dữ liệu, tham vấn giáo viên); Giai đoạn 3 - Tổng hợp kết quả (xây dựng sản phẩm, báo cáo công khai, tự đánh giá và đánh giá phản hồi). Để tối ưu hóa hiệu quả của mô hình, nghiên cứu tích hợp 3 kỹ thuật dạy học tích cực bổ trợ: kỹ thuật Khăn phủ bàn nhằm phối hợp tư duy cá nhân với đồng thuận nhóm; kỹ thuật đặt câu hỏi 5W1H (Who, What, Where, When, Why, How) nhằm xác định mục tiêu và phân công nhiệm vụ; kỹ thuật sơ đồ KWL (Know - Want - Learned) cùng Lược đồ tư duy (Mindmap) giúp kích hoạt cả 2 bán cầu não trong việc hệ thống hóa kiến thức hữu cơ.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng phối hợp hệ thống phương pháp nghiên cứu lý luận, điều tra thực tiễn và thực nghiệm sư phạm có đối chứng:

  • Quy mô và phương pháp chọn mẫu: Khảo sát thực trạng được thực hiện trên cỡ mẫu gồm 26 giáo viên giảng dạy Hóa học tại 14 trường trung học cơ sở và 498 học sinh khối 9 tại 4 trường trung học cơ sở (Nam Phong, Lương Thế Vinh, Lý Tự Trọng, Nam Toàn) thuộc địa bàn thành phố và nông thôn tỉnh Nam Định. Phương pháp chọn mẫu phân tầng kết hợp ngẫu nhiên thuận tiện được áp dụng nhằm đảm bảo tính đại diện đa dạng về điều kiện cơ sở vật chất và trình độ nhận thức.
  • Tiến trình thực nghiệm sư phạm: Triển khai trong năm học 2013 – 2014 trên các cặp lớp thực nghiệm (học theo dự án) và lớp đối chứng (học theo phương pháp truyền thống) có trình độ tương đương tại trường THCS Lý Tự Trọng và THCS Nam Toàn.
  • Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Sử dụng các công cụ thống kê toán học chuyên dụng trong khoa học giáo dục (phân phối tần số, tần suất, tần suất lũy tích, tính điểm trung bình cộng, phương sai, độ lệch chuẩn và hệ số biến thiên). Việc sử dụng phương pháp này giúp kiểm định chính xác sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, loại trừ tối đa các yếu tố sai số chủ quan trong đánh giá sư phạm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát điều tra thực trạng ban đầu đã phản ánh những khoảng trống lớn trong thực tế dạy học tại địa phương:

  • Mức độ tiếp cận phương pháp mới còn rất hạn chế: 77% giáo viên (20/26 giáo viên) và hầu hết học sinh chưa từng nghe nói đến phương pháp dạy học theo dự án; 15% giáo viên (4 giáo viên) có biết nhưng chưa từng áp dụng; chỉ có 8% giáo viên (2 giáo viên cốt cán) từng thử nghiệm trong các tiết hội giảng.
  • Mức độ sử dụng kỹ thuật dạy học tích cực: 92% giáo viên chưa biết kỹ thuật 5W1H; 85% giáo viên chưa từng sử dụng kỹ thuật khăn phủ bàn; 92% giáo viên đã sử dụng sơ đồ tư duy nhưng hầu như chỉ thực hiện thủ công trên giấy, chưa ứng dụng phần mềm chuyên dụng như MindManager hay Freemind.

Đề tài đã thiết kế thành công hệ thống gồm 30 dự án học tập phủ kín 2 chương Hóa học hữu cơ lớp 9 (Chương 4: Hiđrocacbon - Nhiên liệu gồm 15 dự án; Chương 5: Dẫn xuất Hiđrocacbon - Polime gồm 15 dự án), điển hình như dự án "Tìm hiểu về khí Biogas", "Dầu mỏ - Vàng đen của đất nước", "Mẹo bảo quản dầu mỡ và xử lý dầu mỡ bị ôi", "Insulin - Protein quan trọng của cơ thể".

Kết quả thực nghiệm sư phạm qua 2 bài kiểm tra định lượng cho thấy nhóm thực nghiệm đạt thành tích vượt trội so với nhóm đối chứng. Cụ thể, điểm trung bình của các lớp thực nghiệm luôn cao hơn lớp đối chứng từ 0,65 đến 0,98 điểm. Tỷ lệ học sinh đạt điểm khá - giỏi (từ điểm 7 trở lên) ở lớp thực nghiệm đạt trên 78%, trong khi lớp đối chứng chỉ đạt khoảng 58% đến 62%. Tỷ lệ học sinh yếu kém (dưới điểm 5) ở nhóm thực nghiệm giảm sâu xuống dưới mức 3,5%, thấp hơn khoảng 8% so với nhóm đối chứng.

Thảo luận kết quả

Sự vượt trội của học sinh nhóm thực nghiệm bắt nguồn từ việc các em được chuyển dịch từ vị thế tiếp nhận thụ động sang chủ thể tự chiếm lĩnh tri thức. Khi giải quyết các nhiệm vụ mang tính liên môn và thực tế đời sống, học sinh ghi nhớ kiến thức sâu sắc hơn thông qua hoạt động thực hành, làm việc nhóm và bảo vệ sản phẩm trước tập thể.

Trong luận văn, hệ thống dữ liệu thực nghiệm được trực quan hóa sinh động thông qua các bảng phân phối tần số, bảng phân loại học lực và đồ thị biểu diễn đường phân bố tần suất lũy tích. Trên đồ thị, đường lũy tích kết quả kiểm tra của các lớp thực nghiệm luôn nằm lệch hẳn về phía bên phải so với đường lũy tích của các lớp đối chứng. Sự dịch chuyển đồ thị rõ nét này là minh chứng trực quan khẳng định chất lượng học tập của học sinh lớp thực nghiệm đồng đều hơn và đạt phổ điểm cao hơn một cách vững chắc.

So sánh với các công trình nghiên cứu trước đây như nghiên cứu của Trần Thị Thu Huệ (2010), Dương Thanh Phong (2011) hay Nguyễn Thị Mai (2013) vốn chủ yếu tập trung vào chương trình Hóa học trung học phổ thông, nghiên cứu này chứng minh rằng học sinh bậc trung học cơ sở hoàn toàn đủ năng lực tư duy và kỹ năng để làm chủ các dự án học tập từ 1 đến 2 tuần nếu được cung cấp bộ câu hỏi định hướng và phiếu tiêu chí đánh giá chuẩn mực.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả thực nghiệm và phân tích thực trạng, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp mang tính hành động nhằm nhân rộng mô hình dạy học theo dự án:

  • Tổ chức bồi dưỡng kỹ năng sư phạm chuyên sâu: Sở Giáo dục và Đào tạo cùng các Phòng Giáo dục và Đào tạo cần định kỳ tổ chức 2 đợt tập huấn/năm cho 100% giáo viên Hóa học THCS về quy trình thiết kế bài dạy theo dự án và kỹ năng ứng dụng các kỹ thuật bổ trợ (khăn phủ bàn, 5W1H, sơ đồ KWL), hoàn thành chỉ tiêu 85% giáo viên làm chủ phương pháp trước năm học mới.
  • Tích hợp ngân hàng dự án vào kế hoạch dạy học: Tổ chuyên môn các trường THCS cần đưa tối thiểu 2 dự án trung bình và 4 dự án nhỏ vào phân phối chương trình môn Hóa học 9 mỗi học kỳ; giáo viên bộ môn chủ động chuyển giao nhiệm vụ từ đầu chương để học sinh có đủ quỹ thời gian nghiên cứu thực tế.
  • Đổi mới đồng bộ cấu trúc kiểm tra - đánh giá: Ban giám hiệu và giáo viên bộ môn cần điều chỉnh tỷ trọng đánh giá, dành 30% đến 40% điểm số quá trình cho việc đánh giá hồ sơ dự án, bảng kiểm quan sát, nhật ký hoạt động nhóm và đánh giá đồng đẳng thay vì chỉ phụ thuộc vào bài kiểm tra viết truyền thống.
  • Tăng cường đầu tư cơ sở vật chất và hạ tầng công nghệ: Nhà trường cần nâng cấp phòng máy tính có kết nối Internet, trang bị các phần mềm vẽ sơ đồ tư duy chuyên nghiệp và bổ sung hóa chất, dụng cụ thực hành; phấn đấu 100% học sinh được hướng dẫn sử dụng công nghệ thông tin phục vụ xử lý dữ liệu báo cáo trong vòng 12 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình luận văn là tài liệu tham khảo giàu giá trị thực tiễn và học thuật cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

  • Giáo viên Hóa học cấp trung học cơ sở: Khai thác trực tiếp 30 giáo án mẫu, ngân hàng đề tài dự án hữu cơ lớp 9 và bộ câu hỏi định hướng chi tiết để áp dụng ngay vào các tiết dạy trên lớp hoặc sinh hoạt ngoại khóa.
  • Cán bộ quản lý giáo dục và chuyên viên phụ trách môn học: Sử dụng dữ liệu điều tra thực trạng và các đề xuất quản lý trong luận văn làm căn cứ xây dựng kế hoạch bồi dưỡng chuyên môn, thúc đẩy phong trào đổi mới phương pháp dạy học cấp cơ sở.
  • Học viên cao học và nhà nghiên cứu giáo dục học: Tham khảo khung lý thuyết tích hợp kỹ thuật dạy học với mô hình dự án, phương pháp thiết kế công cụ đo lường và quy trình xử lý thống kê toán học sư phạm chuẩn mực.
  • Sinh viên ngành Sư phạm Hóa học: Nắm vững quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy 7 bước, bộ phiếu đánh giá rubric quá trình và sản phẩm để chuẩn bị tốt cho các đợt thực tập sư phạm và công tác giảng dạy thực tế sau khi tốt nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

Dạy học theo dự án có làm quá tải thời gian học tập của học sinh lớp 9 không? Phương pháp này không làm quá tải nếu giáo viên phân loại hợp lý các cấp độ dự án. Luận văn đã phân bổ 15 dự án nhỏ thực hiện gói gọn trong 5 đến 7 phút tại lớp, kết hợp các dự án trung bình kéo dài từ 3 đến 7 ngày ngoài giờ lên lớp gắn với các chủ đề thực tế, giúp học sinh vừa củng cố bài học vừa giảm áp lực học thuộc lòng máy móc.

Làm thế nào để đảm bảo tính công bằng khi đánh giá điểm số giữa các thành viên trong nhóm? Giáo viên sử dụng quy trình đánh giá đa chiều gồm 4 kênh: Bảng kiểm quan sát trực tiếp của giáo viên, sổ theo dõi tiến độ dự án 6 mục, phiếu tự đánh giá cá nhân và phiếu đánh giá đồng đẳng giữa các thành viên. Điểm số cuối cùng phản ánh chính xác cả mức độ đóng góp cá nhân và chất lượng sản phẩm chung.

Kỹ thuật Khăn phủ bàn và sơ đồ 5W1H hỗ trợ dạy học theo dự án như thế nào? Kỹ thuật Khăn phủ bàn giải quyết triệt để tình trạng ỷ lại hoặc tách nhóm bằng cách buộc mỗi cá nhân phải ghi ý kiến độc lập trước khi thống nhất ý kiến chung ở giữa bảng A0. Trong khi đó, sơ đồ câu hỏi 5W1H định hướng rõ ràng mục tiêu nghiên cứu, giúp học sinh lớp 9 biết chính xác cần làm gì, ở đâu, khi nào và làm như thế nào.

Trường học ở khu vực nông thôn thiếu thốn thiết bị có triển khai dạy học theo dự án được không? Hoàn toàn khả thi. Dạy học theo dự án tập trung khai thác nguồn học liệu thực tiễn địa phương. Khảo sát tại trường THCS Nam Toàn cho thấy các dự án như tìm hiểu hầm khí Biogas nông thôn, mẹo bảo quản dầu mỡ gia đình hay làm giấm ăn lên men tự nhiên được học sinh thực hiện rất xuất sắc với chi phí thực nghiệm gần như bằng 0.

Những chủ đề Hóa học hữu cơ 9 nào phù hợp nhất để triển khai dạy học theo dự án? Các chủ đề có tính ứng dụng thực tiễn cao mang lại hiệu quả tốt nhất, tiêu biểu như: Nhiên liệu và cách sử dụng nhiên liệu hiệu quả (Bài 41), Dầu mỏ và khí thiên nhiên (Bài 40), Rượu etylic và phương pháp lên men rượu nếp (Bài 44), Axit axetic và kỹ thuật làm giấm ăn (Bài 45), Polime và vấn đề tái chế rác thải nhựa (Bài 54).

Kết luận

  • Luận văn đã hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận về dạy học tích cực, quy trình 3 giai đoạn của dạy học theo dự án và các kỹ thuật bổ trợ hiệu quả (Khăn phủ bàn, 5W1H, sơ đồ tư duy, KWL).
  • Khảo sát thực trạng trên 26 giáo viên và 498 học sinh tại Nam Định chỉ ra rào cản lớn về nhận thức và thói quen giảng dạy truyền thống khi có tới 77% giáo viên chưa từng tiếp cận dạy học theo dự án.
  • Xây dựng thành công hệ sinh thái 30 dự án học tập chuyên sâu cùng kế hoạch bài dạy chi tiết cho 23 bài học thuộc phần Hóa học hữu cơ lớp 9.
  • Thực nghiệm sư phạm khẳng định tính khả thi vượt trội: nâng cao rõ rệt điểm số trung bình (tăng 0,65 đến 0,98 điểm), tăng tỷ lệ học sinh khá giỏi lên trên 78% và phát triển vượt bậc năng lực làm việc nhóm, tư duy sáng tạo.
  • Thiết lập hoàn chỉnh bộ công cụ đánh giá quá trình và đánh giá sản phẩm thông qua hệ thống phiếu rubric, sổ theo dõi dự án và bảng kiểm quan sát khoa học.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là đã cụ thể hóa mô hình dạy học theo dự án từ lý thuyết thành các bài giảng và dự án thực nghiệm sinh động, dễ áp dụng cho cấp học THCS. Trong giai đoạn tiếp theo từ 3 đến 6 tháng tới, các nhà trường cần đưa hệ thống dự án này vào sinh hoạt chuyên môn định kỳ và số hóa học liệu lên nền tảng trực tuyến. Quý thầy cô giáo, cán bộ quản lý và các bạn học viên hãy tham khảo toàn văn công trình nghiên cứu để áp dụng hiệu quả vào thực tiễn đổi mới giáo dục Hóa học hiện nay.