Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp cử nhân hóa học của tác giả Nguyễn Cẩm Hường, do TS. Trịnh Văn Biểu hướng dẫn tại Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh (tháng 5/2007), tập trung vào đề tài: "Sử dụng các phương pháp tích cực trong dạy học chương Halogen lớp 10 chương trình chuẩn".

Bối cảnh thực tiễn được tác giả xác định xuất phát từ yêu cầu đổi mới căn bản giáo dục phổ thông theo tinh thần Nghị quyết Hội nghị lần thứ 4 Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa VII, đòi hỏi chuyển từ phương pháp truyền thụ một chiều sang bồi dưỡng năng lực tư duy, sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Sự kiện Việt Nam gia nhập Tổ chức Thương mại Thế giới (WTO) cùng sự bùng nổ thông tin đặt ra yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực tự chủ, năng động. Trong thực tế giảng dạy, giáo sinh và giáo viên phổ thông thường gặp khó khăn về quản lý thời gian, lúng túng khi tổ chức các hoạt động học tập tích cực, khiến việc truyền tải dung lượng kiến thức lớn trong thời gian hạn hẹp đạt hiệu quả chưa cao.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể:

  1. Mục tiêu nghiên cứu: Sử dụng các phương pháp dạy học tích cực trong dạy học chương Halogen lớp 10 nhằm góp phần đổi mới phương pháp dạy học môn Hóa học ở trường trung học phổ thông.
  2. Nhiệm vụ nghiên cứu:
    • Nhiệm vụ 1: Nghiên cứu cơ sở lý luận về các xu hướng đổi mới phương pháp dạy học và phương pháp dạy học tích cực.
    • Nhiệm vụ 2: Thiết kế hệ thống giáo án sử dụng các phương tiện hỗ trợ dạy học cho chương Halogen lớp 10 (chương trình chuẩn).
    • Nhiệm vụ 3: Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của các giáo án đã biên soạn.
  • Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học môn Hóa học ở trường trung học phổ thông.
  • Đối tượng nghiên cứu: Việc dạy học chương Halogen theo phương pháp tích cực ở lớp 10 trung học phổ thông.
  • Phạm vi nghiên cứu: Chương trình Hóa học 10 chuẩn, chương Halogen, tiến hành thử nghiệm trong đợt thực tập sư phạm tại Trường THPT Phước Long.
  • Giả thuyết khoa học: Nếu vận dụng khéo léo các phương pháp dạy học tích cực trong quá trình dạy học môn Hóa học sẽ phát huy tính tích cực của học sinh, làm tăng khả năng tư duy, sáng tạo, giúp người học tiếp thu tri thức mới một cách dễ dàng và hiệu quả hơn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên hệ thống lý luận giáo dục học, tâm lý học và lý luận dạy học bộ môn Hóa học:

  • Khái niệm và bản chất tính tích cực: Tiếp cận định nghĩa của Yu.K. Babansky (tính tích cực là sự phản ánh vai trò chủ thể của học sinh trong việc tự lĩnh hội tri thức) và GS. Hà Thế Ngữ (sự ý thức nhiệm vụ học tập, tự giác vượt khó để biến tri thức thành vốn sống cá nhân).
  • Đặc trưng phương pháp tích cực: Dựa trên ba tiêu chuẩn của Jean Vial (1968) gồm hoạt động, tự do, tự giáo dục; cùng kết quả đề tài NCKH cấp Bộ B96-49-15 của Viện Khoa học Giáo dục (1997) với ba đặc trưng cơ bản: Tác động qua lại, Tham gia - Hợp tác, và Tính vấn đề cao của dạy học và tính liên tục của nhận thức (tình huống didactic).
  • Chiến lược hoạt động hóa người học: Phân tích mô hình dạy học lấy học sinh làm trung tâm qua bốn trụ cột: Trò (chủ thể hành động), Lớp (cộng đồng hợp tác), Thầy (đạo diễn, cố vấn, trọng tài khoa học), và Tự đánh giá. Quy trình vận hành theo hệ điều khiển kín hộp trắng: $(T) \rightarrow (C) \rightarrow (K)$ (trong đó $T$ là tác nhân - thầy giáo; $C$ là chủ thể - học sinh; $K$ là khách thể - kết quả).
  • Mô hình và tiêu chí thiết kế bài dạy: Vận dụng quy trình 9 bước dạy học của Robert Gagné; tiêu chí xác định mục tiêu của Kenneth Blanchard và Spencer Johnson; tiêu chí lựa chọn nội dung của Allan Ornstein và Frances Hunkin.
  • Các phương pháp dạy học tích cực chuyên biệt: Phương pháp nghiên cứu, phương pháp đóng vai, phương pháp thảo luận nhóm (theo Manuel Bueuconsejo Garcia), phương pháp động não (brainstorming), kết hợp các phương pháp trực quan, đàm thoại ơrixtic và thí nghiệm hóa học.

Bảng so sánh dạy học truyền thống và dạy học mới được tác giả hệ thống hóa:

Tiêu chí Dạy học cũ (Truyền thống) Dạy học mới (Tích cực)
Mục tiêu Kiến thức, kỹ năng, giáo dục tư tưởng; kiểm tra mức độ biết, nhớ. Kiến thức, kỹ năng, thái độ; chú trọng khả năng vận dụng và tư duy.
Nội dung Cố định, cứng nhắc trong SGK. Từ nhiều nguồn tài liệu; học sinh được chủ động tiếp cận, lựa chọn.
Phương pháp Thuyết trình, đàm thoại minh họa; thí nghiệm chủ yếu để chứng minh. Thảo luận nhóm, động não, đóng vai; thí nghiệm nghiên cứu, dùng phiếu học tập.
Khâu vào bài Chưa được chú trọng đúng mức. Tạo động cơ, tâm thế và tình huống có vấn đề cho người học.
Kiểm tra - Đánh giá Thầy độc quyền đánh giá; kiểm tra tái hiện trí nhớ đơn thuần. Kết hợp thầy đánh giá, học sinh tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau.
Hình thức giáo án Thiết kế theo nội dung bài học và hệ thống câu hỏi truyền thụ. Thiết kế theo chuỗi hoạt động học tập của thầy và trò.

Phương pháp nghiên cứu thực tế gồm:

  1. Phương pháp nghiên cứu lý luận: Thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu chuyên môn, chương trình, SGK.
  2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thử nghiệm các bài giảng tại Trường THPT Phước Long.
  3. Phương pháp thống kê toán học: Xử lý số liệu kiểm tra và kết quả thực nghiệm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài

Chương này tổng quan về xu thế đổi mới phương pháp dạy học hiện nay: phát huy tính tự lực, chuyển trọng tâm từ truyền đạt sang hướng dẫn phương pháp tự học, cá thể hóa dạy học và tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin. Tác giả phân tích định hướng đổi mới phương pháp dạy học Hóa học lớp 10 theo bốn loại bài học: (1) Bài nghiên cứu khái niệm, định luật hóa học chung; (2) Bài nghiên cứu nhóm nguyên tố, đơn chất và hợp chất vô cơ; (3) Bài ôn tập - luyện tập; (4) Bài thực hành thí nghiệm hóa học. Tác giả làm rõ các biện pháp gia tăng tính tích cực như bồi dưỡng nhân cách và năng lực giáo viên (dẫn luận quan điểm của K.D. Ushinsky), đa dạng hóa phương pháp, động viên khích lệ học sinh yếu kém và phân bổ thời gian hợp lý cho học sinh hoạt động tại lớp. Chương 1 cũng trình bày quy trình 4 bước triển khai cụ thể cho từng phương pháp: nghiên cứu, đóng vai, thảo luận nhóm và động não.

Chương 2: Vận dụng thiết kế giáo án chương Halogen

Chương 2 phân tích cấu trúc chương trình Hóa học 10 mới so với chương trình cũ. Sách giáo khoa lớp 10 mới (chuẩn và nâng cao) đều gồm 7 chương, so với 5 chương của sách cũ.

Bảng so sánh cấu trúc chương trình giữa hai bộ sách:

Chương SGK Hóa học 10 chuẩn (Mới) SGK Hóa học 10 cũ
1 Nguyên tử Cấu tạo nguyên tử
2 Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và định luật tuần hoàn Liên kết hóa học
3 Liên kết hóa học Định luật tuần hoàn Men-đê-lê-ép
4 Phản ứng oxi hóa - khử Phản ứng oxi hóa - khử
5 Nhóm Halogen Phân nhóm chính VII - Nhóm Halogen
6 Oxi - Lưu huỳnh Phân nhóm chính VI - Nhóm Oxi - Lưu huỳnh
7 Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học Lý thuyết về phản ứng và cân bằng hóa học

Tác giả chỉ rõ dụng ý sư phạm của việc đưa Bảng tuần hoàn lên trước Liên kết hóa học: giúp học sinh nắm quy luật biến đổi cấu hình electron, độ âm điện và hóa trị làm nền tảng xây dựng lý thuyết liên kết. Sách mới tăng số bài thực hành (6 bài ở bản chuẩn, 7 bài ở bản nâng cao so với 2 bài ở sách cũ) và bổ sung bài luyện tập sau mỗi chương.

Trên cơ sở đó, tác giả thiết kế trọn bộ giáo án chương Halogen theo định hướng tích cực:

  • Bài 21: Khái quát về nhóm Halogen: Sử dụng hệ thống phiếu học tập để học sinh tự so sánh bán kính nguyên tử, độ âm điện, cấu hình electron $ns^2np^5$, giải thích nguyên nhân Flo không có trạng thái kích thích (do không có phân lớp d).
  • Bài 22 (tiết tiếp theo về Clo): Tích hợp tư liệu lịch sử phát minh, tổ chức thảo luận nhóm về tính oxi hóa mạnh khi tác dụng với kim loại, hiđro và nước; phân tích phản ứng tự oxi hóa - khử của clo trong nước.
  • Bài 23: Hiđro clorua - Axit clohiđric và muối clorua: Tổ chức thí nghiệm tính tan của khí HCl tạo tia nước đổi màu quỳ tím; so sánh tính axit mạnh và tính khử của dung dịch HCl; phân tích nguyên tắc điều chế sunfat và tổng hợp.
  • Bài 24: Sơ lược về hợp chất có oxi của clo: Giới thiệu nước Gia-ven và clorua vôi, áp dụng phương pháp đóng vai người tiếp thị sản phẩm tẩy rửa/sát trùng để giải thích cơ chế tẩy màu do axit hipoclorơ ($HClO$) sinh ra dưới tác dụng của $CO_2$ không khí.
  • Bài 25: Flo - Brom - Iot: Dùng đàm thoại so sánh tính oxi hóa giảm dần từ flo đến iot qua phản ứng với kim loại ($Al$) và nước.
  • Bài 26: Luyện tập nhóm Halogen; Bài 27 và Bài 28: Bài thực hành thí nghiệm số 2 và số 3: Chú trọng kỹ năng thao tác hóa chất độc hại an toàn và xử lý chất thải sau thí nghiệm bảo vệ môi trường.
  • Hệ thống tư liệu bổ trợ: Biên soạn mục lịch sử nguyên tố, chuyên mục Hóa học và cuộc sống (ứng dụng muối iot, nước Gia-ven, khử trùng nước sinh hoạt), hệ thống phiếu học tập số 1 đến số 4 và bảng tổng kết các phương pháp tích cực đã sử dụng.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày mục đích, đối tượng, phương pháp và quy trình tổ chức thực nghiệm sư phạm tại Trường THPT Phước Long. Tác giả tiến hành dạy học các bài học thuộc chương Halogen theo hệ thống giáo án đã thiết kế, tổ chức kiểm tra đánh giá, xử lý kết quả bằng phương pháp thống kê toán học để so sánh đối chứng, đồng thời đúc rút các bài học kinh nghiệm về quản lý thời gian trên lớp, điều phối hoạt động nhóm và phân hóa đối tượng học sinh.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả nghiên cứu cụ thể:

  • Hệ thống hóa lý luận: Tổng hợp các cơ sở lý luận hiện đại về hoạt động hóa người học, cụ thể hóa các tiêu chuẩn của Jean Vial, Gagné, Blanchard & Johnson, Ornstein & Hunkin vào việc dạy học bộ môn Hóa học lớp 10.
  • So sánh, phân tích chương trình: Phân tích điểm mới của SGK Hóa học 10 chuẩn (7 chương so với 5 chương cũ; trật tự Bảng tuần hoàn xếp trước Liên kết hóa học; tăng số tiết thực hành lên 6 bài).
  • Bộ sản phẩm dạy học hoàn chỉnh: Thiết kế hệ thống giáo án chi tiết toàn bộ chương Halogen với cấu trúc hoạt động hóa của thầy và trò, hệ thống phiếu học tập cho từng bài, các kịch bản đóng vai (nhà tiếp thị, tuyên truyền môi trường) và kho tư liệu lịch sử hóa học, ứng dụng thực tiễn.
  • Đóng góp thực tiễn: Khóa luận đưa ra giải pháp khắc phục tính hình thức khi áp dụng phương pháp tích cực tại trường THPT, cung cấp tài liệu tham khảo có thể áp dụng trực tiếp cho giáo viên giảng dạy chương trình Hóa học 10.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Phạm vi thiết kế và thử nghiệm mới dừng lại ở chương Halogen trong khuôn khổ SGK Hóa học 10 chương trình chuẩn. Điều kiện cơ sở vật chất lớp học phổ thông tại thời điểm nghiên cứu (bàn ghế cố định, chưa bố trí được không gian chữ U hoặc hình tròn) và sĩ số lớp đông gây khó khăn nhất định khi tổ chức thảo luận nhóm và phương pháp đóng vai.
  • Hướng mở: Mở rộng nghiên cứu thiết kế giáo án tích cực cho các chương tiếp theo của chương trình Hóa học lớp 10 (như chương Oxi - Lưu huỳnh, Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học) cũng như toàn bộ chương trình Hóa học cấp trung học phổ thông; nghiên cứu sâu hơn việc ứng dụng công nghệ thông tin và thí nghiệm mô phỏng.

Giá trị tham khảo

Khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên ngành Sư phạm Hóa học: Tham khảo cách thức phân tích chương trình SGK, kỹ thuật xây dựng mục tiêu bài học theo chuẩn kiến thức - kỹ năng, và phương pháp thiết kế phiếu học tập tích cực.
  • Giáo viên Hóa học THPT: Sử dụng trực tiếp hệ thống giáo án, câu hỏi định hướng, kịch bản đóng vai và tư liệu thực tế (lịch sử hóa học, hóa học đời sống) trong giảng dạy chương Halogen lớp 10.
  • Cán bộ nghiên cứu phương pháp dạy học: Tham khảo mô hình đối chiếu lý luận dạy học truyền thống - hiện đại và quy trình thiết kế chuỗi hoạt động học tập dựa trên thuyết hoạt động hóa người học.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận giải thích nguyên nhân SGK Hóa học 10 mới xếp chương Bảng tuần hoàn trước chương Liên kết hóa học như thế nào? Tác giả lý giải: Sau khi học định luật tuần hoàn, học sinh nắm vững quy luật biến đổi tuần hoàn cấu hình electron nguyên tử, độ âm điện, hóa trị và tính chất đơn chất/hợp chất. Đây là nền tảng bản chất để người học dễ dàng tiếp thu và tự xây dựng lý thuyết về liên kết ion và liên kết cộng hóa trị ở chương liền sau.

2. Điểm khác biệt cơ bản về số lượng chương và bài thực hành giữa SGK Hóa học 10 mới và cũ là gì? SGK Hóa học 10 mới có 7 chương (SGK cũ có 5 chương). Về phần thực hành, SGK mới có 6 bài thực hành đối với ban chuẩn và 7 bài đối với ban nâng cao, trong khi SGK cũ chỉ có 2 bài thực hành.

3. Phương pháp đóng vai được tác giả vận dụng vào những nội dung cụ thể nào trong chương trình Hóa học? Phương pháp đóng vai được vận dụng qua các tình huống: đóng vai nhà hoạt động xã hội tuyên truyền bảo vệ môi trường (khi học về Oxi, Ozon); đóng vai người tiếp thị sản phẩm thuốc tẩy, muối iot (khi học về Clo, Iot, nước Gia-ven); đóng vai ảo thuật gia làm đổi màu hoa giấy tẩm bazơ bằng phenolphtalein (khi học axit - bazơ).

4. Mô hình điều khiển kín trong dạy học lấy người học làm trung tâm được trình bày trong luận văn gồm những thành tố nào? Mô hình hoạt động theo quy tắc hộp trắng: $(T) \rightarrow (C) \rightarrow (K)$, trong đó $(T)$ là tác nhân (thầy giáo), $(C)$ là chủ thể (học sinh), và $(K)$ là khách thể (kết quả học tập). Quá trình này đảm bảo sự tương tác hai chiều và phát huy năng lực tự đánh giá, tự điều chỉnh của học sinh.

5. Khóa luận sử dụng các tiêu chí nào để lựa chọn và cấu trúc nội dung bài học? Tác giả sử dụng các tiêu chí của Allan Ornstein và Frances Hunkin, gồm: tính giá trị (hữu ích, thực tế), tính khoa học (rõ ràng, chính xác), tính vừa sức (phù hợp trình độ), tính cân đối, tính gây hứng thú, tính tạo ra khả năng học tập và tính hiệu quả.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của Nguyễn Cẩm Hường đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu thông qua việc hệ thống hóa cơ sở lý luận về phương pháp dạy học tích cực và áp dụng trực tiếp vào thiết kế bài giảng chương Halogen lớp 10 chương trình chuẩn. Công trình thể hiện sự công phu trong việc so sánh chương trình SGK, xây dựng hệ thống phiếu học tập đa dạng, giáo án phân hóa hoạt động thầy - trò rõ ràng và tích hợp tư liệu hóa học đời sống. Kết quả nghiên cứu và thực nghiệm sư phạm tại Trường THPT Phước Long đã khẳng định tính khả thi của việc đổi mới phương pháp, đóng góp một tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực tiễn cho công tác giảng dạy Hóa học phổ thông.