Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới giáo dục phổ thông tại Việt Nam, việc phát triển năng lực nhận thức hóa học (NLNTHH) cho học sinh trung học phổ thông (THPT) trở thành một yêu cầu cấp thiết nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội và thị trường lao động. Theo ước tính, chương trình Hóa học lớp 11, đặc biệt là chương cân bằng hóa học (CBHH), giữ vai trò trọng yếu trong việc trang bị kiến thức nền tảng và phát triển năng lực tư duy cho học sinh. Tuy nhiên, thực trạng dạy học hiện nay cho thấy việc sử dụng bài tập hóa học (BTHH) để phát triển NLNTHH còn chưa được khai thác hiệu quả, dẫn đến năng lực nhận thức của học sinh vẫn ở mức trung bình.

Mục tiêu nghiên cứu là lựa chọn, xây dựng và tổ chức dạy học hệ thống bài tập chương CBHH nhằm phát triển NLNTHH cho học sinh THPT, góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn Hóa học. Nghiên cứu được thực hiện trên phạm vi 6 lớp 11 tại trường THPT Ứng Hòa A (278 học sinh), 3 lớp tại THPT Ứng Hòa B (130 học sinh), 2 lớp tại THPT Mỹ Đức B (92 học sinh) cùng 35 giáo viên giảng dạy môn Hóa học tại các trường THPT thuộc thành phố Hà Nội. Thời gian nghiên cứu tập trung vào năm học 2023-2024.

Ý nghĩa nghiên cứu được thể hiện qua việc xây dựng hệ thống bài tập phong phú, đa dạng, phù hợp với từng mức độ nhận thức, đồng thời phát triển bộ công cụ đánh giá NLNTHH cho học sinh. Qua đó, nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu quả dạy học, phát triển năng lực tư duy, sáng tạo và giải quyết vấn đề trong môn Hóa học, đáp ứng yêu cầu đổi mới chương trình giáo dục phổ thông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết năng lực nhận thức hóa học (NLNTHH): NLNTHH được hiểu là khả năng nhận biết, hiểu và vận dụng kiến thức hóa học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn. NLNTHH bao gồm bốn cấp độ tư duy: nhận biết, thông hiểu, vận dụng và vận dụng cao, tương ứng với các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, giải thích và sáng tạo.

  • Mô hình xây dựng bài tập hóa học theo định hướng phát triển năng lực: Bài tập được thiết kế đa dạng về mức độ khó, nội dung và hình thức, nhằm phát triển các kỹ năng tư duy phản biện, giải quyết vấn đề, sáng tạo và hợp tác. Bài tập được phân loại theo các bậc nhận thức và các dạng bài tập như bài tập tái hiện, vận dụng, giải thích, gắn với tình huống thực tiễn.

  • Phương pháp dạy học tích cực: Bao gồm dạy học hợp tác, dạy học giải quyết vấn đề, dạy học dự án và sử dụng bài tập hóa học như một công cụ phát triển năng lực nhận thức. Các phương pháp này giúp học sinh chủ động, tích cực tham gia vào quá trình học tập, phát triển kỹ năng tư duy và năng lực nhận thức.

Các khái niệm chính được sử dụng gồm: năng lực nhận thức hóa học, bài tập hóa học, cân bằng hóa học, phương pháp dạy học tích cực, tiêu chí đánh giá năng lực.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu được thu thập từ khảo sát 35 giáo viên và 500 học sinh tại các trường THPT thuộc thành phố Hà Nội, cùng với kết quả thực nghiệm sư phạm trên 194 học sinh thuộc các lớp 11A1, 11A2 trường THPT Ứng Hòa A và THPT Mỹ Đức B.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý số liệu khảo sát và kết quả thực nghiệm, bao gồm phân tích tần suất, trung bình, độ lệch chuẩn và so sánh kết quả trước và sau tác động. Phân tích định tính được thực hiện qua quan sát, phỏng vấn và thu thập ý kiến chuyên gia.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành trong năm học 2023-2024, bao gồm các giai đoạn: khảo sát thực trạng (tháng 9-11/2023), xây dựng hệ thống bài tập và công cụ đánh giá (tháng 12/2023 - 2/2024), thực nghiệm sư phạm (tháng 3-5/2024), tổng hợp và phân tích kết quả (tháng 6/2024).

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Cỡ mẫu gồm 35 giáo viên và 500 học sinh được chọn theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện tại các trường THPT đại diện cho khu vực Hà Nội. Thực nghiệm sư phạm được thực hiện trên 194 học sinh thuộc 4 lớp được chọn ngẫu nhiên.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng sử dụng bài tập hóa học: 100% giáo viên sử dụng bài tập trong dạy học, trong đó 25,8% sử dụng rất thường xuyên, 60% thường xuyên và 14,2% thỉnh thoảng. Tuy nhiên, chỉ 8,57% giáo viên tự biên soạn bài tập, phần lớn lấy từ sách giáo khoa, sách bài tập và internet.

  2. Mục đích sử dụng bài tập: 86% giáo viên sử dụng bài tập để giúp học sinh ghi nhớ kiến thức, chỉ 17,14% nhằm phát triển năng lực nhận thức hóa học, 14,28% phát triển năng lực giải quyết vấn đề, và 2,72% phát triển năng lực giao tiếp.

  3. Mức độ phát triển năng lực nhận thức hóa học của học sinh: Qua đánh giá của giáo viên, năng lực nhận thức của học sinh chủ yếu ở mức trung bình, với các tiêu chí như xác định kiến thức cần tìm hiểu (chưa tốt 40%), vận dụng kiến thức vào thực tiễn (chưa tốt 40%), và sáng tạo trong học tập (chưa tốt 54,29%).

  4. Hiệu quả thực nghiệm sư phạm: Sau khi áp dụng hệ thống bài tập chương CBHH được xây dựng theo định hướng phát triển năng lực, điểm trung bình bài kiểm tra của học sinh tăng từ khoảng 5,8 lên 7,2 (tăng 24%), tỷ lệ học sinh đạt điểm trên trung bình tăng từ 45% lên 70%. Học sinh thể hiện sự tiến bộ rõ rệt trong các kỹ năng tư duy phân tích, tổng hợp và giải thích.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát và thực nghiệm cho thấy việc sử dụng bài tập hóa học trong dạy học là phương pháp phổ biến và có hiệu quả trong phát triển NLNTHH. Tuy nhiên, việc sử dụng bài tập chủ yếu tập trung vào mục đích ghi nhớ kiến thức, chưa khai thác tối đa tiềm năng phát triển năng lực tư duy và sáng tạo của học sinh. Điều này phù hợp với các nghiên cứu trước đây cho thấy giáo viên thường ưu tiên các bài tập mang tính truyền thống, ít chú trọng đến bài tập gắn với tình huống thực tiễn và giải quyết vấn đề.

Việc xây dựng hệ thống bài tập theo định hướng phát triển năng lực, kết hợp với các phương pháp dạy học tích cực như dạy học hợp tác, giải quyết vấn đề đã giúp học sinh nâng cao năng lực nhận thức, thể hiện qua sự cải thiện điểm số và thái độ học tập tích cực hơn. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh điểm trung bình trước và sau thực nghiệm, bảng phân loại kết quả học tập và biểu đồ tần suất mức độ biểu hiện năng lực nhận thức.

So sánh với các nghiên cứu trong và ngoài nước, kết quả này khẳng định vai trò quan trọng của bài tập hóa học trong phát triển năng lực nhận thức, đồng thời nhấn mạnh sự cần thiết của việc đổi mới nội dung và phương pháp sử dụng bài tập trong dạy học.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và cập nhật hệ thống bài tập đa dạng: Giáo viên cần chủ động xây dựng và lựa chọn bài tập phong phú, bao gồm các dạng bài tập vận dụng, giải thích, gắn với tình huống thực tiễn nhằm phát triển toàn diện năng lực nhận thức cho học sinh. Thời gian thực hiện: ngay trong năm học 2024-2025. Chủ thể: giáo viên và tổ chuyên môn các trường THPT.

  2. Tăng cường đào tạo, bồi dưỡng giáo viên: Tổ chức các khóa tập huấn về phương pháp xây dựng và sử dụng bài tập theo định hướng phát triển năng lực, kết hợp với các phương pháp dạy học tích cực. Thời gian: quý 3-4 năm 2024. Chủ thể: Sở Giáo dục và Đào tạo, các trung tâm bồi dưỡng giáo viên.

  3. Ứng dụng công cụ đánh giá năng lực nhận thức: Sử dụng bộ công cụ đánh giá NLNTHH được xây dựng để theo dõi, đánh giá và phản hồi kịp thời quá trình phát triển năng lực của học sinh. Thời gian: áp dụng từ năm học 2024-2025. Chủ thể: giáo viên, ban giám hiệu các trường THPT.

  4. Khuyến khích học sinh tham gia hoạt động học tập tích cực: Tạo môi trường học tập thân thiện, khuyến khích học sinh tham gia thảo luận nhóm, giải quyết vấn đề và tự học thông qua bài tập hóa học. Thời gian: liên tục trong quá trình dạy học. Chủ thể: giáo viên, học sinh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên dạy Hóa học THPT: Nghiên cứu cung cấp hệ thống bài tập và công cụ đánh giá năng lực nhận thức, giúp giáo viên nâng cao hiệu quả giảng dạy và phát triển năng lực học sinh.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Tham khảo để xây dựng chính sách đào tạo, bồi dưỡng giáo viên và đổi mới phương pháp dạy học môn Hóa học phù hợp với xu hướng phát triển năng lực.

  3. Sinh viên, nghiên cứu sinh ngành Sư phạm Hóa học: Tài liệu tham khảo quý giá về lý thuyết, phương pháp và thực nghiệm sư phạm trong phát triển năng lực nhận thức hóa học.

  4. Các chuyên gia phát triển chương trình giáo dục: Cung cấp cơ sở khoa học để thiết kế chương trình, sách giáo khoa và tài liệu dạy học theo định hướng phát triển năng lực.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao năng lực nhận thức hóa học quan trọng trong dạy học Hóa học?
    Năng lực nhận thức hóa học giúp học sinh hiểu sâu sắc kiến thức, phát triển tư duy phản biện và giải quyết vấn đề, từ đó áp dụng kiến thức vào thực tiễn hiệu quả.

  2. Bài tập hóa học có vai trò gì trong phát triển năng lực nhận thức?
    Bài tập hóa học là công cụ giúp học sinh vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng tư duy, phân tích và sáng tạo, đồng thời kiểm tra, đánh giá năng lực nhận thức.

  3. Làm thế nào để xây dựng bài tập hóa học theo định hướng phát triển năng lực?
    Cần thiết kế bài tập đa dạng về mức độ khó, gắn với tình huống thực tiễn, khuyến khích tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề, phù hợp với từng cấp độ nhận thức.

  4. Phương pháp dạy học nào hỗ trợ tốt nhất cho việc sử dụng bài tập phát triển năng lực?
    Phương pháp dạy học tích cực như dạy học hợp tác, giải quyết vấn đề, dự án kết hợp với sử dụng bài tập hóa học giúp phát triển năng lực nhận thức hiệu quả.

  5. Làm sao đánh giá được năng lực nhận thức hóa học của học sinh?
    Có thể sử dụng các công cụ đánh giá đa dạng như quan sát, tự đánh giá, đánh giá đồng đẳng, bài kiểm tra viết và phiếu đánh giá theo tiêu chí để đo lường năng lực nhận thức.

Kết luận

  • Đã xây dựng và tuyển chọn thành công hệ thống 102 bài tập hóa học chương cân bằng hóa học phù hợp với các mức độ nhận thức của học sinh THPT.
  • Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực nhận thức hóa học giúp giáo viên theo dõi và đánh giá hiệu quả phát triển năng lực của học sinh.
  • Thực nghiệm sư phạm cho thấy việc sử dụng hệ thống bài tập này giúp nâng cao điểm số và phát triển năng lực nhận thức của học sinh rõ rệt.
  • Giáo viên cần tăng cường sử dụng bài tập đa dạng, kết hợp với các phương pháp dạy học tích cực để phát triển toàn diện năng lực học sinh.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm nâng cao chất lượng dạy học Hóa học tại các trường THPT, góp phần thực hiện thành công đổi mới giáo dục phổ thông.

Hành động tiếp theo: Các trường THPT và giáo viên nên áp dụng hệ thống bài tập và công cụ đánh giá này trong năm học tới để nâng cao hiệu quả dạy học. Các cơ quan quản lý giáo dục cần tổ chức bồi dưỡng chuyên môn cho giáo viên về phương pháp này.