Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục theo Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI và Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, năng lực tự học (NLTH) được xác định là một trong những năng lực cốt lõi cần phát triển cho học sinh phổ thông. Việc phát triển NLTH không chỉ giúp học sinh chủ động, sáng tạo trong học tập mà còn là nền tảng cho học tập suốt đời trong xã hội hiện đại. Mô hình lớp học đảo ngược (LHĐN) được xem là phương pháp dạy học tích cực, hiện đại, giúp phát triển NLTH thông qua việc học sinh tự học bài mới ở nhà bằng học liệu số (HLS) và dành thời gian trên lớp để thảo luận, giải quyết vấn đề dưới sự hướng dẫn của giáo viên.

Luận văn tập trung nghiên cứu việc sử dụng học liệu số theo mô hình lớp học đảo ngược nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh trong dạy học chương “Nitrogen và Sulfur” môn Hóa học lớp 11, chương trình phổ thông 2018. Nghiên cứu được thực hiện trong năm học 2023-2024 tại hai trường THPT Hoàng Hoa Thám (Quảng Ninh) và THPT Diễn Châu 5 (Nghệ An). Mục tiêu chính là xây dựng và áp dụng hệ thống học liệu số phù hợp, thiết kế công cụ đánh giá NLTH, đồng thời kiểm nghiệm hiệu quả của mô hình lớp học đảo ngược trong phát triển NLTH cho học sinh.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dạy học Hóa học ở trường phổ thông, góp phần đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực học sinh, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục phổ thông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên ba khung lý thuyết chính:

  1. Năng lực tự học (NLTH): Được hiểu là khả năng xác định nhiệm vụ học tập một cách tự giác, chủ động, tự đặt mục tiêu, thực hiện các phương pháp học tập hiệu quả, tự đánh giá và điều chỉnh quá trình học tập. NLTH bao gồm các biểu hiện như xác định mục tiêu, lập kế hoạch, thực hiện kế hoạch, tự đánh giá và rút kinh nghiệm.

  2. Mô hình lớp học đảo ngược (LHĐN): Theo Brame (2013), LHĐN là mô hình dạy học trong đó học sinh tự học bài mới ở nhà qua các học liệu số như video bài giảng, tài liệu điện tử, sau đó lên lớp dành thời gian cho thảo luận, giải quyết vấn đề dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Mô hình này giúp phát triển nhận thức bậc cao theo thang Bloom, từ nhớ, hiểu đến vận dụng, phân tích, đánh giá và sáng tạo.

  3. Học liệu số (HLS): Theo Thông tư 21/2017/TT-BGDĐT, HLS là tập hợp các phương tiện số phục vụ dạy và học, bao gồm giáo trình số, sách giáo khoa số, video, âm thanh, mô phỏng, phần mềm dạy học, thí nghiệm ảo,... HLS có vai trò quan trọng trong việc tạo điều kiện cho học sinh học tập linh hoạt, sinh động và phát triển năng lực tự học.

Các khái niệm chính được sử dụng trong nghiên cứu gồm: năng lực tự học, mô hình lớp học đảo ngược, học liệu số, phát triển năng lực học sinh, dạy học Hóa học chương “Nitrogen và Sulfur”.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng kết hợp các phương pháp sau:

  • Phương pháp nghiên cứu lý luận: Thu thập, phân tích, tổng hợp các tài liệu, công trình nghiên cứu liên quan đến NLTH, LHĐN và HLS trong dạy học Hóa học.

  • Phương pháp điều tra: Sử dụng phiếu hỏi khảo sát 26 giáo viên và 153 học sinh tại các trường THPT ở Quảng Ninh và Nghệ An để đánh giá thực trạng sử dụng HLS và phát triển NLTH trong dạy học Hóa học.

  • Phương pháp chuyên gia: Xin ý kiến chuyên gia về cấu trúc năng lực tự học và bộ công cụ đánh giá NLTH.

  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thực hiện thực nghiệm tại hai trường THPT để kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của việc sử dụng HLS theo mô hình LHĐN trong dạy học chương “Nitrogen và Sulfur”.

  • Phương pháp xử lý thống kê: Sử dụng phần mềm MS Excel và SPSS để phân tích số liệu khảo sát và thực nghiệm, đánh giá độ tin cậy, tính hợp lệ và rút ra kết luận.

Cỡ mẫu thực nghiệm gồm 2 lớp học với tổng số học sinh khoảng 60 em, được chọn theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện. Thời gian nghiên cứu kéo dài trong năm học 2023-2024.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nhận thức về học liệu số và mô hình lớp học đảo ngược: Khoảng 68,8% giáo viên có nhận thức đúng về khái niệm và vai trò của học liệu số trong dạy học, tuy nhiên vẫn còn 31,2% chưa hiểu đầy đủ. Hơn 57% giáo viên chưa từng áp dụng mô hình lớp học đảo ngược trong giảng dạy, chỉ có 3,8% áp dụng thường xuyên.

  2. Thực trạng sử dụng học liệu số: Giáo viên thường xuyên sử dụng các loại học liệu số dạng văn bản (44%), hình ảnh, âm thanh (44%) và trang trình chiếu minh họa (50%). Tuy nhiên, các loại học liệu số có tính tương tác cao như game, video, e-book ít được sử dụng. Học sinh lại cho biết các loại học liệu như game tương tác, video, hình ảnh, âm thanh tạo hứng thú học tập cao hơn so với văn bản hay e-book.

  3. Khó khăn khi sử dụng học liệu số: 87,5% giáo viên gặp khó khăn do mất nhiều thời gian chuẩn bị và triển khai bài học sử dụng học liệu số; 62% gặp khó khăn về cơ sở vật chất, thiết bị. Học sinh gặp khó khăn trong việc lựa chọn học liệu phù hợp, xác định độ tin cậy và tìm kiếm học liệu trên mạng.

  4. Hiệu quả thực nghiệm: Sau khi áp dụng học liệu số theo mô hình lớp học đảo ngược trong dạy học chương “Nitrogen và Sulfur”, điểm trung bình các biểu hiện năng lực tự học của học sinh tăng rõ rệt, từ mức trung bình lên mức khá và tốt. Tỷ lệ học sinh đạt năng lực tự học tốt tăng khoảng 30% so với trước thực nghiệm. Kết quả kiểm tra học kỳ II cho thấy nhóm thực nghiệm có điểm trung bình cao hơn nhóm đối chứng khoảng 15%.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng học liệu số theo mô hình lớp học đảo ngược có tác động tích cực đến phát triển năng lực tự học cho học sinh. Nguyên nhân chính là mô hình này tạo điều kiện cho học sinh chủ động tiếp cận kiến thức mới ở nhà, tăng thời gian tương tác, thảo luận và giải quyết vấn đề trên lớp. Điều này phù hợp với lý thuyết về phát triển nhận thức bậc cao theo thang Bloom.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả tương đồng với các công trình nghiên cứu về phát triển NLTH qua dạy học tích cực và ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục. Tuy nhiên, nghiên cứu này có điểm mới là tập trung vào chương “Nitrogen và Sulfur” môn Hóa học 11 theo chương trình 2018, đồng thời xây dựng bộ công cụ đánh giá NLTH phù hợp với mô hình lớp học đảo ngược.

Việc giáo viên chưa phổ biến áp dụng mô hình lớp học đảo ngược và còn gặp nhiều khó khăn về thời gian, thiết bị cho thấy cần có sự hỗ trợ về đào tạo, trang thiết bị và tài nguyên học liệu phong phú, đa dạng hơn. Hơn nữa, sự chênh lệch giữa loại học liệu giáo viên sử dụng và loại học liệu học sinh hứng thú cho thấy cần chú trọng hơn đến nhu cầu, sở thích của học sinh khi thiết kế học liệu số.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh mức độ sử dụng học liệu số của giáo viên và mức độ hứng thú của học sinh, biểu đồ phân phối điểm năng lực tự học trước và sau thực nghiệm, cũng như bảng phân tích kết quả kiểm tra học kỳ.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường đào tạo và bồi dưỡng giáo viên: Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu về mô hình lớp học đảo ngược và kỹ năng sử dụng học liệu số, giúp giáo viên nâng cao năng lực công nghệ thông tin và đổi mới phương pháp dạy học. Thời gian thực hiện trong 6 tháng, chủ thể là các sở giáo dục và trường đại học sư phạm.

  2. Phát triển và đa dạng hóa học liệu số: Xây dựng hệ thống học liệu số phong phú, đa dạng về định dạng (video, game tương tác, mô phỏng, bài giảng số) phù hợp với chương trình “Nitrogen và Sulfur” và sở thích học sinh. Đảm bảo tính khoa học, thẩm mỹ và tính tương tác cao. Thời gian triển khai 1 năm, chủ thể là các nhóm chuyên gia, giáo viên và nhà xuất bản.

  3. Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực tự học: Áp dụng bộ công cụ đánh giá NLTH đã thiết kế để theo dõi, đánh giá và điều chỉnh quá trình phát triển NLTH của học sinh trong quá trình dạy học. Chủ thể là giáo viên bộ môn, thực hiện liên tục trong năm học.

  4. Tăng cường đầu tư cơ sở vật chất và thiết bị công nghệ: Trang bị máy tính, máy chiếu, đường truyền internet ổn định tại các trường THPT để hỗ trợ việc sử dụng học liệu số và tổ chức lớp học đảo ngược hiệu quả. Chủ thể là các cơ quan quản lý giáo dục địa phương, thực hiện trong 2 năm.

  5. Khuyến khích học sinh chủ động và sáng tạo trong học tập: Giáo viên cần hướng dẫn học sinh cách sử dụng học liệu số hiệu quả, xây dựng kế hoạch học tập cá nhân, khuyến khích thảo luận nhóm và tự đánh giá. Thời gian thực hiện liên tục trong năm học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên bộ môn Hóa học THPT: Nghiên cứu cung cấp phương pháp và công cụ thiết thực để đổi mới phương pháp dạy học, phát triển năng lực tự học cho học sinh qua mô hình lớp học đảo ngược và học liệu số.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo giáo viên, đầu tư cơ sở vật chất và phát triển tài nguyên học liệu số phục vụ đổi mới giáo dục phổ thông.

  3. Sinh viên, nghiên cứu sinh ngành Sư phạm Hóa học: Là tài liệu tham khảo quý giá về ứng dụng mô hình lớp học đảo ngược, phát triển năng lực tự học và thiết kế học liệu số trong dạy học Hóa học.

  4. Chuyên gia phát triển phần mềm giáo dục và học liệu số: Giúp hiểu rõ yêu cầu, nguyên tắc thiết kế học liệu số phù hợp với chương trình và phương pháp dạy học hiện đại, từ đó phát triển sản phẩm đáp ứng nhu cầu thực tế.

Câu hỏi thường gặp

  1. Mô hình lớp học đảo ngược là gì và có lợi ích gì trong dạy học Hóa học?
    Mô hình lớp học đảo ngược là phương pháp dạy học trong đó học sinh tự học bài mới ở nhà qua học liệu số, lên lớp dành thời gian thảo luận, giải quyết vấn đề. Lợi ích gồm tăng tính chủ động, phát triển năng lực tự học, nâng cao hiệu quả tiếp thu kiến thức và kỹ năng vận dụng.

  2. Học liệu số gồm những loại nào và vai trò của chúng trong phát triển năng lực tự học?
    Học liệu số bao gồm văn bản, hình ảnh, âm thanh, video, mô phỏng, phần mềm tương tác,... Chúng giúp học sinh học tập linh hoạt, sinh động, tăng hứng thú và khả năng tự học, tự khám phá kiến thức.

  3. Làm thế nào để đánh giá năng lực tự học của học sinh?
    Có thể sử dụng bộ công cụ đánh giá gồm các tiêu chí như xác định mục tiêu học tập, lập kế hoạch, thực hiện kế hoạch, tự đánh giá và rút kinh nghiệm. Điểm số trung bình các biểu hiện này phản ánh mức độ phát triển năng lực tự học.

  4. Khó khăn chính khi áp dụng mô hình lớp học đảo ngược và sử dụng học liệu số là gì?
    Khó khăn gồm giáo viên mất nhiều thời gian chuẩn bị, thiếu kỹ năng công nghệ thông tin, cơ sở vật chất chưa đầy đủ, học sinh khó chọn lọc học liệu phù hợp và chưa quen với phương pháp học mới.

  5. Làm thế nào để thiết kế học liệu số hiệu quả cho chương “Nitrogen và Sulfur”?
    Học liệu số cần đảm bảo mục tiêu bài học, tính logic, chính xác khoa học, dễ hiểu, kích thích hứng thú học tập, có tính tương tác cao, phù hợp với thiết bị và trình duyệt phổ biến, đồng thời đa dạng về hình thức như video, mô phỏng, bài tập tương tác.

Kết luận

  • Luận văn đã hệ thống hóa cơ sở lý luận về năng lực tự học, mô hình lớp học đảo ngược và học liệu số trong dạy học Hóa học phổ thông.
  • Thực trạng sử dụng học liệu số và mô hình lớp học đảo ngược tại các trường THPT còn hạn chế, giáo viên gặp nhiều khó khăn, học sinh chưa phát triển đầy đủ năng lực tự học.
  • Đã xây dựng thành công bộ công cụ đánh giá năng lực tự học và hệ thống học liệu số phù hợp cho chương “Nitrogen và Sulfur” theo mô hình lớp học đảo ngược.
  • Thực nghiệm sư phạm cho thấy việc sử dụng học liệu số theo mô hình lớp học đảo ngược giúp phát triển năng lực tự học và nâng cao kết quả học tập của học sinh.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm hỗ trợ giáo viên, học sinh và nhà trường trong việc áp dụng mô hình lớp học đảo ngược và học liệu số để phát triển năng lực tự học.

Next steps: Triển khai đào tạo giáo viên, phát triển học liệu số đa dạng, mở rộng thực nghiệm tại nhiều trường, đồng thời xây dựng chính sách hỗ trợ về cơ sở vật chất và công nghệ.

Các nhà quản lý giáo dục, giáo viên và chuyên gia phát triển học liệu số cần phối hợp để ứng dụng hiệu quả mô hình lớp học đảo ngược, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông trong thời đại số.