Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động và sáng tạo của người học là một trong những định hướng trọng tâm của giáo dục phổ thông. Bản chất của xu hướng này là chuyển đổi vai trò của học sinh từ tiếp thu thụ động sang chủ động tìm tòi, phát hiện và giải quyết vấn đề dưới sự định hướng, tổ chức của giáo viên. Tại thời điểm triển khai nghiên cứu, chương trình và sách giáo khoa Trung học phổ thông (THPT) mới đã được áp dụng trên cả nước, đặt ra mâu thuẫn thực tiễn giữa khối lượng, mức độ kiến thức tăng lên với quỹ thời lượng học tập không thay đổi.

Trong môn Hóa học, các tài liệu hướng dẫn vận dụng cụ thể lý luận phương pháp dạy học tích cực (PPDHTC) vào từng chương bài cụ thể của chương trình nâng cao vẫn chưa nhiều. Xuất phát từ bối cảnh đó, tác giả Phan Huy Bão đã thực hiện khóa luận tốt nghiệp cử nhân hóa học với đề tài: "Vận dụng các lý luận về phương pháp dạy học tích cực trong dạy học chương Nhóm Oxi lớp 10 nâng cao" tại Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh (năm 2010), dưới sự hướng dẫn của ThS. Phan Đồng Châu Thủy.

Mục đích nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu việc dạy học chương "Nhóm Oxi" lớp 10 nâng cao theo hướng dạy học tích cực nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn Hóa học ở trường THPT.

Khóa luận xác định 3 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Tìm hiểu hệ thống lý luận về đổi mới phương pháp dạy học, thiết kế bài lên lớp theo hướng dạy học tích cực.
  2. Nghiên cứu và xây dựng các hoạt động dạy học phát huy tính tích cực của người học khi dạy học chương "Nhóm Oxi" lớp 10 nâng cao.
  3. Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các giáo án đã thiết kế.

Đối tượng, khách thể và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Việc vận dụng các lý luận về PPDHTC trong dạy học chương "Nhóm Oxi" lớp 10 nâng cao THPT.
  • Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học môn Hóa học tại các trường THPT.
  • Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế giáo án các bài lên lớp thuộc chương "Nhóm Oxi" (Hóa học 10 nâng cao) và thực nghiệm sư phạm tại hai trường THPT trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng nội dung dựa trên các hệ thống lý luận giáo dục học, tâm lý học sư phạm và lý luận dạy học bộ môn Hóa học:

Khung lý thuyết và quan niệm khoa học

  • Khái niệm tính tích cực nhận thức: Dẫn chiếu quan điểm của I.K. Babanski (tính tích cực là sự định hướng học sinh tự lĩnh hội tri thức, tự nghiên cứu sự kiện, tự rút ra kết luận và khái quát hóa) và Giáo sư Hà Thế Ngữ (tính tích cực là ý thức nhiệm vụ, sự hăng say và tự giác khắc phục khó khăn để chiếm lĩnh tri thức).
  • Ba đặc trưng cơ bản của phương pháp tích cực: Dựa theo Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ B96-49-15 của Viện Khoa học Giáo dục (1997), gồm: Tác động qua lại (va chạm logic tư duy, đối chiếu lập luận); Tham gia - hợp tác (giao tiếp sư phạm dân chủ, phát huy trách nhiệm cá nhân qua hoạt động nhóm); Tính vấn đề cao của dạy học và tính liên tục của nhận thức (tạo các tình huống didactic kích thích tư duy).
  • Thang phân loại mục tiêu giáo dục của Benjamin Bloom (1956):
    • 6 mức độ nhận thức: Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng, Phân tích, Tổng hợp, Đánh giá.
    • 5 mức độ hình thành kỹ năng: Bắt chước, Thao tác, Chuẩn hóa, Thuần thục, Biến hóa.
  • Mô hình bộ câu hỏi định hướng của chương trình Intel (Teach to the Future, 2004): Gồm Câu hỏi Khái quát (Essential Question), Câu hỏi Bài học (Unit Question) và Câu hỏi Nội dung (Content Question).

Hệ thống phương pháp dạy học tích cực được khai thác

  • Phương pháp nghiên cứu;
  • Phương pháp đàm thoại (đàm thoại tái hiện, đàm thoại giải thích - minh họa, đàm thoại phát hiện - ơrixtic);
  • Phương pháp sử dụng bài tập hóa học;
  • Phương pháp kiểm tra - đánh giá;
  • Phương pháp đóng vai;
  • Phương pháp động não (Brainstorming);
  • Phương pháp hoạt động nhóm (nhóm đồng việc và nhóm theo vị trí công việc).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

  • Phương pháp nghiên cứu lý luận: Đọc, phân tích, tổng hợp tài liệu chuyên ngành, sách giáo khoa, giáo trình lý luận dạy học Hóa học.
  • Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Tham khảo giáo án, dự giờ, trao đổi kinh nghiệm chuyên môn với các giáo viên phổ thông giàu kinh nghiệm.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy thực nghiệm và dạy đối chứng trên học sinh lớp 10, sử dụng bài kiểm tra tự luận 15 phút không báo trước để thu thập dữ liệu định lượng.
  • Phương pháp thống kê toán học trong nghiên cứu giáo dục: Xử lý điểm số bằng các đại lượng thống kê: tần số ($n_i$), tần suất ($f_i$), tần suất lũy tích, điểm trung bình ($\bar{X}$) và giá trị yếu vị (Mốt - $Mod$).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài

Chương này tổng thuật lịch sử nghiên cứu và hệ thống hóa các vấn đề lý luận cốt lõi:

  • Tổng quan nghiên cứu: Điểm lại các công trình khóa luận, luận văn tại Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh nghiên cứu về dạy học tích cực môn Hóa học (như nghiên cứu của Nguyễn Thị Khánh Chi, Nguyễn Cẩm Hường, Huỳnh Lâm Thị Ngọc Thảo, Nguyễn Hoàng Uyên, Nguyễn Thị Trúc Phương, Hà Tú Vân). Tác giả chỉ ra rằng các đề tài trước đã nêu tầm quan trọng của PPDHTC nhưng chưa đi sâu phân tích toàn diện hệ thống lý luận gắn với thiết kế chi tiết hoạt động cho chương Nhóm Oxi lớp 10 nâng cao.
  • Bản chất và các yếu tố chi phối tính tích cực: Phân tích các yếu tố tác động gồm thái độ, nhu cầu, hứng thú, động cơ học tập (động cơ bên trong và động cơ bên ngoài). Trình bày 6 biểu hiện cụ thể của tính tích cực ở học sinh: sự chuyên cần, sự hăng hái, sự tự giác, sự chú ý, sự quyết tâm và kết quả học tập.
  • Quy trình triển khai các phương pháp dạy học cụ thể: Phân tích ưu điểm, hạn chế và quy trình các bước thực hiện của phương pháp đóng vai, phương pháp động não (nguyên tắc "khoan hãy phê phán", số lượng hơn chất lượng), phương pháp dạy học hợp tác theo nhóm nhỏ (4–6 học sinh/nhóm).
  • Nghệ thuật sử dụng câu hỏi trong dạy học: Phân loại hệ thống câu hỏi (tái hiện - sáng tạo, hội tụ - phân kỳ, khái quát - cụ thể, câu hỏi chính - phụ, câu hỏi của GV - câu hỏi chồi của HS); ứng dụng bộ câu hỏi Intel; các nguyên tắc cần tránh khi đặt câu hỏi (tránh câu hỏi mớm cung, tránh chia nhỏ vấn đề thành câu hỏi vụn vặt).

Chương 2: Thiết kế hoạt động phát huy tính tích cực trong dạy học chương "Nhóm Oxi"

Chương 2 trình bày các nguyên tắc, định hướng thiết kế và bộ giáo án hoàn chỉnh cho chương học:

  • 4 nguyên tắc thiết kế hoạt động:
    1. Bám sát các mục tiêu bài học (chuẩn kiến thức, kỹ năng, thái độ);
    2. Phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh;
    3. Phù hợp với điều kiện thực tế của trường lớp (cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm);
    4. Khai thác yếu tố tích cực trong các phương pháp dạy học truyền thống.
  • Định hướng cấu trúc giáo án và phiếu học tập (PHT): Hướng dẫn phân chia bài giảng thành các chuỗi hoạt động học tập cụ thể; kết hợp hài hòa giữa hoạt động của giáo viên và hoạt động độc lập/hợp tác của học sinh; xây dựng phiếu học tập mang tính phân hóa.
  • Hệ thống giáo án cụ thể trong chương:
    • Bài 1: Khái quát về nhóm oxi
    • Bài 2: Oxi
    • Bài 3: Ozon và hiđropeoxit
    • Bài 4: Lưu huỳnh
    • Bài 5: Hiđro sunfua - Lưu huỳnh đioxit - Lưu huỳnh trioxit
    • Bài 6: Hợp chất có oxi của lưu huỳnh (Axit sunfuric và muối sunfat)

Trong từng bài học, các phương pháp tích cực được cài đặt chi tiết vào từng hoạt động. Điển hình tại bài Hợp chất có oxi của lưu huỳnh:

  • Hoạt động tìm hiểu tính chất của $\text{SO}_2$: Sử dụng đàm thoại gợi mở kết hợp PHT và làm việc nhóm 4 học sinh để dự đoán số oxi hóa; giáo viên biểu diễn thí nghiệm $\text{SO}_2$ làm mất màu dung dịch thuốc tím $\text{KMnO}_4$ nhằm chứng minh tính khử.
  • Hoạt động về tác động môi trường của $\text{SO}_2$: Áp dụng phương pháp đóng vai (HS diễn kịch theo kịch bản chuẩn bị sẵn) kết hợp thảo luận nguyên nhân gây mưa axit và biện pháp xử lý khí thải công nghiệp bằng phản ứng với $\text{H}_2\text{S}$.
  • Hoạt động nghiên cứu tính chất của $\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc: Đặt tình huống có vấn đề khi nhúng đồng ($\text{Cu}$ - kim loại đứng sau hiđro) vào axit sunfuric đặc nóng; tiến hành thí nghiệm chứng minh tính oxi hóa mạnh tạo khí $\text{SO}2$ (nhận biết bằng mùi hắc và làm mất màu giấy màu); làm thí nghiệm tính háo nước với đường saccarozơ ($\text{C}{12}\text{H}{22}\text{O}{11}$) tạo cột than dâng lên.
  • Hoạt động sản xuất $\text{H}_2\text{SO}_4$ và nhận biết ion sunfat: Sử dụng sơ đồ công nghệ tiếp xúc 3 giai đoạn; làm thí nghiệm nhận biết bằng thuốc thử dung dịch $\text{BaCl}_2$ tạo kết tủa trắng $\text{BaSO}_4$ không tan trong axit.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

  • Mục đích: Kiểm nghiệm tính khả thi, đánh giá mức độ tiếp thu bài học và năng lực vận dụng kiến thức của học sinh khi học tập bằng giáo án tích cực so với phương pháp truyền thống.
  • Nội dung thực nghiệm: Tiến hành trên bài "Lưu huỳnh" (lớp 10 nâng cao).
  • Địa bàn và đối tượng thực nghiệm: Gồm 4 lớp thuộc 2 trường THPT công lập tại TP. Hồ Chí Minh:
    • Trường THPT Bùi Thị Xuân: Lớp 10A3 (Thực nghiệm) và Lớp 10A5 (Đối chứng).
    • Trường THPT Hùng Vương: Lớp 10A1 (Thực nghiệm) và Lớp 10A13 (Thực nghiệm).
  • Tiến trình tổ chức và đề kiểm tra: Dạy thực nghiệm theo giáo án tích cực và dạy đối chứng theo phương pháp thuyết trình truyền thống. Tiết học ngày hôm sau, tiến hành kiểm tra 15 phút không báo trước với đề tự luận 3 câu:
    • Câu 1 (Mức độ ghi nhớ): Viết PTPƯ của lưu huỳnh tác dụng với $\text{Mg, Fe, Na, H}_2\text{, O}_2\text{, F}_2$ và xác định vai trò oxi hóa/khử của lưu huỳnh.
    • Câu 2 (Mức độ suy luận): Hoàn thành chuỗi biến hóa: $\text{S} \rightarrow \text{A} \rightarrow \text{S} \rightarrow \text{X} \rightarrow \text{Y} \rightarrow \text{Z} \rightarrow \text{S}$.
    • Câu 3 (Mức độ vận dụng/so sánh): Bài toán đun 4,05 gam $\text{Al}$ với 5,664 gam $\text{S}$ trong bình kín với hiệu suất phản ứng đạt 80%, tính khối lượng muối sunfua thu được.

Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng từ thực nghiệm sư phạm

Số liệu thống kê kết quả kiểm tra 15 phút tại 4 lớp (Bảng 3.1 đến 3.5 trong văn bản) cho thấy sự chênh lệch rõ rệt giữa các nhóm lớp:

Lớp Loại hình lớp Trường THPT Phương pháp giảng dạy Điểm trung bình ($\bar{X}$) Yếu vị ($Mod$)
10A5 Đối chứng Bùi Thị Xuân Dạy học truyền thống Thấp hơn Thấp hơn
10A3 Thực nghiệm Bùi Thị Xuân PPDH tích cực Cao hơn 10A5 Cao hơn 10A5
10A1 Thực nghiệm Hùng Vương PPDH tích cực Cao hơn 10A5 Cao hơn 10A5
10A13 Thực nghiệm Hùng Vương PPDH tích cực Cao hơn 10A5 Cao hơn 10A5

Các đồ thị đường lũy tích điểm số trong khóa luận cho thấy đường biểu diễn của lớp đối chứng 10A5 nằm phía trên các lớp thực nghiệm (tập trung nhiều ở vùng điểm trung bình và yếu), trong khi đường lũy tích của các lớp thực nghiệm 10A1, 10A3, 10A13 có xu hướng dịch chuyển sang phải (tỷ lệ học sinh đạt điểm khá, giỏi chiếm ưu thế).

Đóng góp của đề tài

  1. Đóng góp về mặt lý luận: Hệ thống hóa một cách mạch lạc các cơ sở lý luận về tính tích cực, tiêu chí phân loại câu hỏi (Bloom, Intel), kỹ thuật tổ chức thảo luận nhóm, đóng vai và động não chuyên biệt cho môn Hóa học.
  2. Đóng góp về mặt thực tiễn: Thiết kế hoàn chỉnh hệ thống 6 giáo án kèm phiếu học tập chi tiết thuộc chương "Nhóm Oxi" lớp 10 nâng cao, có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo trực tiếp cho giáo viên THPT và sinh viên thực tập sư phạm.
  3. Đề xuất và kiến nghị:
    • Đối với trường phổ thông: Cần tổ chức các cuộc thi sáng tạo PPDHTC; hướng dẫn học sinh phương pháp tự học; phối hợp liên môn; tổ chức hoạt động ngoại khóa như đố vui hóa học, kịch hóa học.
    • Đối với trường sư phạm và sinh viên: Sinh viên cần chủ động lập nhóm rèn luyện kỹ năng đứng lớp; nhà trường nên mở rộng các hội thi thiết kế giáo án điện tử, hội thi tiết dạy hiệu quả và sáng kiến kinh nghiệm.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Quá trình thực nghiệm sư phạm trong đợt thực tập chỉ mới tiến hành trực tiếp trên 1 bài học (Bài Lưu huỳnh) với thời lượng làm bài kiểm tra 15 phút tại 4 lớp học, chưa bao quát thực nghiệm toàn bộ 6 giáo án đã biên soạn trong suốt cả chương.
  • Hướng phát triển tiếp theo:
    1. Mở rộng thiết kế các hoạt động phát huy tính tích cực cho toàn bộ chương trình sách giáo khoa Hóa học phổ thông các khối lớp khác.
    2. Ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) kết hợp với các PPDHTC để tối ưu hóa thời gian và tăng cường tính trực quan trong giảng dạy hóa học.

Giá trị tham khảo

Khóa luận có giá trị thực tiễn đối với các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên ngành Sư phạm Hóa học: Nắm vững cấu trúc bài soạn giáo án theo hướng tích cực, học hỏi kỹ thuật đặt câu hỏi phân hóa, phương pháp biên soạn phiếu học tập và quy trình tổ chức thực nghiệm sư phạm.
  • Giáo viên môn Hóa học tại các trường THPT: Tham khảo các ý tưởng tổ chức hoạt động thực tế, kịch bản đóng vai về môi trường ($\text{SO}_2$), thí nghiệm nêu vấn đề ($\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc tác dụng với $\text{Cu}$, tính háo nước) để làm sinh động bài giảng chương Nhóm Oxi.
  • Người nghiên cứu phương pháp dạy học: Tiếp cận tài liệu tổng hợp hệ thống các lý luận dạy học kinh điển (Bloom, Babanski, Intel) áp dụng vào bài toán sư phạm cụ thể.

Câu hỏi thường gặp

1. Đề tài khóa luận được thực hiện bởi ai, tại đơn vị đào tạo nào và vào thời gian nào?

Khóa luận được thực hiện bởi sinh viên Phan Huy Bão, dưới sự hướng dẫn khoa học của Thạc sĩ Phan Đồng Châu Thủy, tại Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, hoàn thành vào tháng 5 năm 2010.

2. Tác giả đã vận dụng những phương pháp dạy học tích cực cụ thể nào trong đề tài?

Tác giả đã hệ thống và vận dụng các phương pháp: phương pháp nghiên cứu, phương pháp đàm thoại (đặc biệt là đàm thoại phát hiện - ơrixtic), phương pháp sử dụng bài tập hóa học, phương pháp kiểm tra - đánh giá, phương pháp đóng vai, phương pháp động não (brainstorming), và phương pháp hoạt động nhóm nhỏ (4–6 học sinh).

3. Khung lý luận nào được tác giả sử dụng để định hướng xây dựng câu hỏi và đánh giá mục tiêu nhận thức?

Tác giả sử dụng Bảng phân loại mục tiêu giáo dục của Benjamin Bloom (1956) gồm 6 mức độ nhận thức (Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng, Phân tích, Tổng hợp, Đánh giá) và 5 mức độ kỹ năng, kết hợp cùng mô hình Bộ câu hỏi định hướng bài dạy của chương trình Intel (Teach to the Future, 2004) gồm câu hỏi Khái quát, câu hỏi Bài học và câu hỏi Nội dung.

4. Quá trình thực nghiệm sư phạm được triển khai tại đâu và sử dụng công cụ kiểm tra nào?

Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại 4 lớp 10 thuộc 2 trường THPT: Trường THPT Bùi Thị Xuân (lớp 10A3 thực nghiệm, lớp 10A5 đối chứng) và Trường THPT Hùng Vương (lớp 10A1 và 10A13 thực nghiệm). Công cụ đánh giá là bài kiểm tra tự luận 15 phút gồm 3 câu hỏi (ghi nhớ, suy luận chuỗi phản ứng và giải toán hóa học) cho bài học Lưu huỳnh.

5. Kết quả thực nghiệm sư phạm phản ánh điều gì về hiệu quả của PPDHTC?

Kết quả thống kê cho thấy các lớp thực nghiệm (10A1, 10A3, 10A13) đều đạt điểm trung bình ($\bar{X}$) và giá trị yếu vị ($Mod$) cao hơn lớp đối chứng (10A5); tỷ lệ học sinh đạt điểm khá giỏi ở các lớp dạy học tích cực vượt trội hơn so với lớp dạy theo phương pháp truyền thống.


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp cử nhân của tác giả Phan Huy Bão đã hoàn thành đầy đủ các nhiệm vụ nghiên cứu đặt ra thông qua việc hệ thống hóa cơ sở lý luận về phương pháp dạy học tích cực và thiết kế chi tiết 6 giáo án thuộc chương Nhóm Oxi lớp 10 nâng cao. Kết quả thực nghiệm sư phạm tại hai trường THPT Bùi Thị Xuân và Hùng Vương khẳng định tính khả thi và hiệu quả rõ rệt của phương pháp trong việc nâng cao chất lượng lĩnh hội tri thức hóa học của học sinh. Công trình là tài liệu tham khảo sư phạm hữu ích cho sinh viên chuyên ngành và giáo viên Hóa học THPT trong việc đổi mới phương pháp giảng dạy.