Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh cách mạng công nghiệp 4.0 và sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin (CNTT), việc ứng dụng CNTT trong giáo dục đã trở thành xu hướng tất yếu nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. Theo báo cáo khảo sát tại trường Trung học cơ sở Thanh Xuân, Hà Nội, 100% giáo viên (GV) môn Khoa học tự nhiên (KHTN) lớp 7 thường xuyên sử dụng CNTT trong giảng dạy, trong đó 95% GV đánh giá việc ứng dụng CNTT là rất cần thiết để làm sinh động bài học và tăng hiệu quả tiếp thu kiến thức. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là thiết kế và sử dụng câu hỏi, bài tập bằng phần mềm Liveworksheets trong dạy học KHTN lớp 7 nhằm phát triển năng lực số (NLS) cho học sinh (HS). Nghiên cứu tập trung vào chủ đề “Vật sống” trong chương trình KHTN lớp 7, sử dụng phần mềm Liveworksheets tại trường THCS Thanh Xuân trong khoảng thời gian từ tháng 11/2022 đến tháng 11/2023. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc góp phần đổi mới phương pháp dạy học, phát triển kỹ năng số cho HS, đồng thời nâng cao hiệu quả học tập môn KHTN trong bối cảnh giáo dục hiện đại và học tập trực tuyến ngày càng phổ biến.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai khung lý thuyết chính: (1) Khung năng lực số DigComp của Ủy ban Châu Âu, bao gồm 5 lĩnh vực và 21 năng lực thành phần như sử dụng thiết bị kỹ thuật số, tìm kiếm và đánh giá thông tin, giao tiếp và hợp tác, tạo nội dung số, an toàn kỹ thuật số và giải quyết vấn đề; (2) Mô hình phát triển năng lực số cho người học, nhấn mạnh việc tích hợp CNTT trong dạy học nhằm phát triển kiến thức, kỹ năng và thái độ số cho HS. Các khái niệm chính bao gồm: năng lực số, thiết kế câu hỏi và bài tập tương tác, ứng dụng phần mềm giáo dục, và phát triển năng lực số trong môn KHTN.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn. Nguồn dữ liệu bao gồm khảo sát 45 GV dạy KHTN tại 5 trường THCS trên địa bàn quận Thanh Xuân và 318 HS lớp 7 tại trường THCS Thanh Xuân. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu thuận tiện và mẫu ngẫu nhiên có chủ đích nhằm đảm bảo tính đại diện. Phân tích dữ liệu sử dụng phần mềm SPSS và Excel để xử lý số liệu định lượng, kết hợp phân tích định tính từ phỏng vấn và quan sát thực nghiệm. Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 11/2022 đến tháng 11/2023, bao gồm các giai đoạn khảo sát thực trạng, thiết kế câu hỏi và bài tập trên phần mềm Liveworksheets, tổ chức thực nghiệm sư phạm và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng ứng dụng CNTT và Liveworksheets trong dạy học: 100% GV khảo sát thường xuyên sử dụng CNTT, trong đó 53% thỉnh thoảng và 8% thường xuyên sử dụng phần mềm Liveworksheets để thiết kế câu hỏi và bài tập. Tuy nhiên, 22% GV hiếm khi sử dụng và 6 GV chưa từng sử dụng phần mềm này.
  2. Đánh giá năng lực số của HS: Theo đánh giá của GV, 60% HS đạt mức tốt về năng lực sử dụng thiết bị kỹ thuật số, 77,8% đạt khá về kỹ năng thông tin và dữ liệu, 66,7% đạt khá về giao tiếp và hợp tác trong môi trường số, và 48,9% đạt khá về an toàn kỹ thuật số.
  3. Mức độ trải nghiệm và thái độ của HS với Liveworksheets: 71,7% HS đã từng sử dụng phần mềm Liveworksheets trong học tập, 86,8% HS đánh giá việc ứng dụng CNTT trong học tập là rất cần thiết.
  4. Hiệu quả thực nghiệm sư phạm: Kết quả bài kiểm tra 30 phút của lớp thực nghiệm sử dụng Liveworksheets cho thấy tỷ lệ HS đạt điểm khá trở lên tăng khoảng 15% so với lớp đối chứng, đồng thời năng lực số của HS được cải thiện rõ rệt qua các tiêu chí đánh giá.

Thảo luận kết quả

Việc ứng dụng phần mềm Liveworksheets đã góp phần nâng cao sự hứng thú và tính tương tác trong dạy học KHTN lớp 7, phù hợp với xu hướng đổi mới phương pháp dạy học theo chương trình giáo dục phổ thông 2018. Kết quả khảo sát và thực nghiệm cho thấy phần mềm giúp HS phát triển năng lực số một cách toàn diện, đặc biệt là kỹ năng sử dụng thiết bị kỹ thuật số và kỹ năng thông tin. So với các nghiên cứu trước đây về ứng dụng CNTT trong giáo dục, kết quả này khẳng định tính khả thi và hiệu quả của việc tích hợp phần mềm tương tác trong dạy học môn KHTN. Biểu đồ phân bố điểm kiểm tra và bảng đánh giá năng lực số minh họa rõ sự tiến bộ của HS sau khi áp dụng Liveworksheets, đồng thời phản ánh sự đồng thuận của GV và HS về lợi ích của phần mềm. Tuy nhiên, khó khăn về cơ sở vật chất và trình độ CNTT của GV vẫn là rào cản cần khắc phục để mở rộng ứng dụng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường đào tạo kỹ năng CNTT cho giáo viên: Tổ chức các khóa bồi dưỡng chuyên sâu về sử dụng phần mềm Liveworksheets và các công cụ CNTT khác nhằm nâng cao năng lực số cho GV, dự kiến thực hiện trong vòng 6 tháng tới, do Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trung tâm CNTT thực hiện.
  2. Đầu tư cơ sở vật chất và hạ tầng CNTT: Trang bị thiết bị hiện đại và đường truyền internet ổn định cho các trường THCS, ưu tiên các trường có điều kiện khó khăn, với kế hoạch hoàn thành trong 1 năm nhằm đảm bảo điều kiện học tập trực tuyến và tương tác số.
  3. Phát triển ngân hàng câu hỏi và bài tập tương tác: Xây dựng hệ thống câu hỏi, bài tập mẫu trên phần mềm Liveworksheets theo chủ đề môn KHTN lớp 7, giúp GV dễ dàng áp dụng và điều chỉnh phù hợp với từng đối tượng HS, triển khai trong 9 tháng tới do các tổ chuyên môn trường THCS chủ trì.
  4. Khuyến khích mô hình dạy học kết hợp (blended learning): Áp dụng mô hình lớp học đảo ngược và dạy học trực tuyến kết hợp trực tiếp để phát huy tối đa hiệu quả của phần mềm, nâng cao năng lực tự học và năng lực số cho HS, thực hiện thí điểm trong học kỳ tiếp theo tại các trường THCS trên địa bàn quận Thanh Xuân.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên môn Khoa học tự nhiên cấp THCS: Nghiên cứu cung cấp phương pháp thiết kế và sử dụng câu hỏi, bài tập tương tác bằng phần mềm Liveworksheets giúp đổi mới phương pháp dạy học và phát triển năng lực số cho HS.
  2. Nhà quản lý giáo dục: Tham khảo để xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo GV và đầu tư cơ sở vật chất CNTT phù hợp nhằm nâng cao chất lượng giáo dục trong bối cảnh chuyển đổi số.
  3. Sinh viên, nghiên cứu sinh ngành Sư phạm và Công nghệ giáo dục: Tài liệu tham khảo về ứng dụng CNTT trong dạy học, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm sư phạm và phát triển năng lực số cho HS.
  4. Các tổ chức phát triển giáo dục và công nghệ giáo dục: Cơ sở để phát triển phần mềm, tài nguyên học liệu số và các chương trình đào tạo kỹ năng số cho GV và HS trong hệ thống giáo dục phổ thông.

Câu hỏi thường gặp

  1. Liveworksheets là gì và có ưu điểm gì trong dạy học?
    Liveworksheets là phần mềm miễn phí cho phép GV thiết kế câu hỏi và bài tập tương tác đa dạng như trắc nghiệm, điền khuyết, kéo thả, kết hợp âm thanh, video. Ưu điểm gồm tiết kiệm thời gian, phản hồi tức thì, theo dõi tiến trình học tập và học tập linh hoạt mọi lúc mọi nơi.

  2. Làm thế nào để thiết kế câu hỏi, bài tập phát triển năng lực số cho HS?
    Quy trình gồm phân tích yêu cầu cần đạt, xác định nội dung trọng tâm, lựa chọn dạng câu hỏi phù hợp, xây dựng nội dung và hoàn thiện sản phẩm. Câu hỏi cần đảm bảo tính tương tác, đa dạng hình thức và phù hợp với năng lực HS.

  3. Năng lực số gồm những kỹ năng nào?
    Theo khung DigComp, năng lực số bao gồm sử dụng thiết bị kỹ thuật số, tìm kiếm và đánh giá thông tin, giao tiếp và hợp tác trên môi trường số, tạo nội dung số, an toàn kỹ thuật số và giải quyết vấn đề trong môi trường số.

  4. Tại sao cần phát triển năng lực số cho HS trong môn KHTN?
    Môn KHTN yêu cầu HS thu thập, xử lý và phân tích dữ liệu thực nghiệm, do đó năng lực số giúp HS tiếp cận tài nguyên số, thực hiện các hoạt động học tập hiệu quả, phát triển kỹ năng tư duy và áp dụng kiến thức vào thực tiễn.

  5. Khó khăn khi áp dụng Liveworksheets trong dạy học là gì?
    Khó khăn gồm cơ sở vật chất chưa đồng bộ, trình độ CNTT của GV chưa đồng đều, hạn chế về dạng câu hỏi tương tác và giám sát HS khi làm bài, cũng như thói quen sử dụng CNTT của một số GV còn hạn chế.

Kết luận

  • Ứng dụng phần mềm Liveworksheets trong dạy học KHTN lớp 7 giúp phát triển năng lực số cho HS một cách hiệu quả, tăng tính tương tác và hứng thú học tập.
  • Kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy HS lớp thực nghiệm có sự tiến bộ rõ rệt về điểm số và năng lực số so với lớp đối chứng.
  • Việc thiết kế câu hỏi, bài tập theo quy trình khoa học, tuân thủ nguyên tắc tương tác và đa dạng hình thức là yếu tố then chốt để phát triển năng lực số cho HS.
  • Khó khăn về cơ sở vật chất và trình độ CNTT của GV cần được khắc phục để mở rộng ứng dụng phần mềm trong giáo dục phổ thông.
  • Đề xuất các giải pháp đào tạo GV, đầu tư hạ tầng, xây dựng ngân hàng câu hỏi và áp dụng mô hình dạy học kết hợp nhằm nâng cao hiệu quả dạy học và phát triển năng lực số cho HS trong thời gian tới.

Các nhà quản lý giáo dục và GV nên phối hợp triển khai đào tạo, đầu tư thiết bị và áp dụng phần mềm Liveworksheets trong giảng dạy để nâng cao chất lượng giáo dục và phát triển năng lực số cho HS, góp phần thực hiện thành công chương trình giáo dục phổ thông 2018.