Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0 và sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin (CNTT), việc đổi mới phương pháp dạy học trở thành yêu cầu cấp thiết nhằm nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông. Theo báo cáo khảo sát tại một số trường trung học phổ thông (THPT) trên địa bàn tỉnh Hải Dương, chỉ có khoảng 34% giáo viên (GV) thường xuyên sử dụng bài giảng điện tử trong giảng dạy, trong khi 74% GV biết sử dụng CNTT nhưng chưa thành thạo. Đối với học sinh (HS), chỉ có khoảng 35% rất cần thiết và 47% cần thiết việc thành thạo các phần mềm hỗ trợ học tập như Word, PowerPoint, Excel. Tuy nhiên, HS cũng gặp nhiều khó khăn trong việc tự tìm hiểu kiến thức mới qua CNTT (44% cảm thấy khó hoặc rất khó).

Luận văn tập trung nghiên cứu ứng dụng CNTT trong dạy học phần Dẫn xuất halogen, Ancol, Phenol thuộc chương trình Hóa học lớp 11 nhằm phát triển năng lực (NL) tin học cho HS. Mục tiêu cụ thể là xây dựng và áp dụng các biện pháp dạy học tích cực kết hợp CNTT để nâng cao NL tin học, đồng thời đánh giá hiệu quả qua thực nghiệm sư phạm tại các trường THPT Thanh Miện 2 và Gia Lộc, tỉnh Hải Dương trong năm học 2019-2020.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm nội dung chương trình Hóa học 11 phần Dẫn xuất halogen, Ancol, Phenol, đối tượng là HS lớp 11 và GV dạy Hóa học tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh Hải Dương. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc góp phần đổi mới phương pháp dạy học, phát triển NL tin học cho HS, từ đó nâng cao chất lượng dạy học Hóa học phổ thông, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục trong thời đại số.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết năng lực (NL): NL được hiểu là tổ hợp các thuộc tính cá nhân phù hợp với yêu cầu hoạt động, bao gồm NL chuyên môn, phương pháp, xã hội và cá thể. NL tin học là một trong 9 NL chung, thể hiện khả năng sử dụng và quản lý các công cụ CNTT, hiểu biết về đạo đức và pháp luật trong môi trường số, kỹ năng giải quyết vấn đề, tự học và giao tiếp trong xã hội thông tin.

  • Lý thuyết dạy học tích cực kết hợp CNTT: CNTT được xem là công cụ hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học, tăng tính tương tác, đa dạng hóa nội dung và hình thức, giúp HS phát triển tư duy sáng tạo, năng lực tự học và hợp tác.

  • Mô hình dạy học theo dự án, nhóm và tích hợp: Các phương pháp này được ứng dụng để phát huy vai trò chủ động của HS, kết hợp CNTT nhằm phát triển NL tin học thông qua các hoạt động thực hành, thảo luận, trình bày sản phẩm học tập.

Các khái niệm chính bao gồm: năng lực tin học, ứng dụng CNTT trong dạy học Hóa học, phương pháp dạy học tích cực, phần mềm hỗ trợ dạy học (ChemSketch, Proshow, Shub classroom, Zoom).

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Luận văn sử dụng dữ liệu thu thập từ khảo sát thực trạng sử dụng CNTT của 82 HS lớp 11 và 50 GV tại các trường THPT Thanh Miện 2, Gia Lộc, Quang Trung (Hải Dương), cùng với kết quả thực nghiệm sư phạm trên các lớp thực nghiệm và đối chứng.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý kết quả khảo sát và thực nghiệm, bao gồm phân tích tần suất, tỷ lệ phần trăm, so sánh điểm trung bình trước và sau thực nghiệm.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành trong năm học 2019-2020, bao gồm giai đoạn khảo sát thực trạng, xây dựng kế hoạch bài học ứng dụng CNTT, thực nghiệm sư phạm và đánh giá kết quả.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mẫu gồm HS lớp 11 và GV dạy Hóa học tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh Hải Dương, được chọn theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện và có tính đại diện cho thực trạng địa phương.

  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Áp dụng các biện pháp dạy học tích cực kết hợp CNTT trong dạy học phần Dẫn xuất halogen, Ancol, Phenol, đánh giá qua các bài kiểm tra, phiếu hỏi và quan sát sự phát triển NL tin học của HS.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng sử dụng CNTT trong dạy học Hóa học: Khoảng 40% GV đánh giá việc ứng dụng CNTT trong dạy học là cần thiết hoặc rất cần thiết, nhưng chỉ 18% GV thành thạo thiết kế bài giảng điện tử, 74% biết nhưng chưa thành thạo. Tần suất sử dụng bài giảng điện tử thường xuyên chỉ chiếm 34%.

  2. Thái độ và năng lực CNTT của HS: 35,1% HS cho rằng rất cần thiết và 47,3% cần thiết việc thành thạo các phần mềm CNTT hỗ trợ học tập. Tuy nhiên, 69,7% HS biết sử dụng nhưng chưa thành thạo các công cụ CNTT, chỉ 27,3% biết rõ cách sử dụng và quản lý các phương tiện CNTT.

  3. Ảnh hưởng của ứng dụng CNTT đến hiệu quả học tập: 86,36% HS hứng thú với các giờ học có sử dụng CNTT, 44,8% HS thể hiện thái độ hứng thú muốn tìm hiểu khi GV dùng phần mềm tin học. Kết quả các bài kiểm tra cho thấy HS lớp thực nghiệm có điểm trung bình cao hơn lớp đối chứng khoảng 15-20%.

  4. Phát triển năng lực tin học cho HS: Qua thực nghiệm, HS được rèn luyện kỹ năng tìm kiếm thông tin trên Internet, sử dụng phần mềm ChemSketch để vẽ công thức hóa học, Proshow để thiết kế phim tư liệu, Shub classroom để làm bài kiểm tra trực tuyến và Zoom để trao đổi nhóm. Kết quả phiếu hỏi sau thực nghiệm cho thấy 68% HS tự đánh giá mức độ phát triển NL tin học tăng lên rõ rệt.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu khẳng định giả thuyết khoa học: việc sử dụng các phương pháp dạy học tích cực kết hợp CNTT một cách hợp lý giúp phát triển NL tin học cho HS, đồng thời nâng cao chất lượng dạy học Hóa học. Sự hứng thú và tích cực của HS trong các giờ học có ứng dụng CNTT góp phần làm tăng hiệu quả tiếp thu kiến thức, giảm thời gian ghi chép, tăng tính trực quan sinh động.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả phù hợp với nhận định rằng CNTT là công cụ đắc lực hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học, phát triển năng lực người học. Tuy nhiên, khó khăn về trình độ CNTT của GV và điều kiện cơ sở vật chất vẫn là rào cản lớn, cần được khắc phục để ứng dụng CNTT hiệu quả hơn.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột thể hiện tỷ lệ GV sử dụng CNTT theo mức độ thành thạo, biểu đồ tròn về thái độ HS với giờ học có CNTT, bảng so sánh điểm trung bình các bài kiểm tra giữa lớp thực nghiệm và đối chứng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường đào tạo, bồi dưỡng kỹ năng CNTT cho giáo viên: Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu về thiết kế bài giảng điện tử, sử dụng phần mềm hỗ trợ dạy học như ChemSketch, Proshow, Shub classroom. Mục tiêu nâng tỷ lệ GV thành thạo CNTT lên trên 60% trong vòng 1 năm. Chủ thể thực hiện: Sở GD&ĐT, các trường THPT.

  2. Đầu tư cơ sở vật chất và trang thiết bị CNTT cho các trường THPT: Cung cấp máy tính, máy chiếu, đường truyền Internet ổn định để hỗ trợ dạy học trực tuyến và ứng dụng CNTT trong lớp học. Mục tiêu đạt 100% trường THPT có đủ điều kiện CNTT trong 2 năm tới. Chủ thể thực hiện: Bộ GD&ĐT, chính quyền địa phương.

  3. Xây dựng và phổ biến bộ kế hoạch bài học tích hợp CNTT cho phần Dẫn xuất halogen, Ancol, Phenol: Hỗ trợ GV áp dụng các phần mềm và phương pháp dạy học tích cực nhằm phát triển NL tin học cho HS. Chủ thể thực hiện: Ban giám hiệu các trường, tổ chuyên môn.

  4. Phát triển bộ công cụ đánh giá năng lực tin học cho HS: Thiết kế tiêu chí đánh giá, bảng kiểm quan sát cho GV và HS để theo dõi sự tiến bộ về NL tin học trong quá trình học tập. Mục tiêu áp dụng rộng rãi trong các trường THPT trong 1 năm. Chủ thể thực hiện: Bộ GD&ĐT, các trường THPT.

  5. Khuyến khích HS tự học, tự nghiên cứu qua các nền tảng trực tuyến và phần mềm hỗ trợ: Tổ chức các hoạt động ngoại khóa, câu lạc bộ CNTT, dự án học tập nhằm nâng cao kỹ năng CNTT và tư duy sáng tạo. Chủ thể thực hiện: GV, nhà trường, phụ huynh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên dạy Hóa học THPT: Nhận được các phương pháp và công cụ ứng dụng CNTT hiệu quả trong giảng dạy phần Dẫn xuất halogen, Ancol, Phenol, giúp nâng cao chất lượng bài giảng và phát triển NL tin học cho HS.

  2. Nhà quản lý giáo dục và cán bộ chuyên môn: Có cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo, đầu tư trang thiết bị CNTT, đồng thời đánh giá hiệu quả ứng dụng CNTT trong dạy học phổ thông.

  3. Sinh viên sư phạm Hóa học: Học tập và tham khảo các phương pháp dạy học tích cực kết hợp CNTT, chuẩn bị kỹ năng sư phạm hiện đại đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục.

  4. Nghiên cứu sinh và nhà khoa học giáo dục: Tham khảo mô hình nghiên cứu, phương pháp thực nghiệm sư phạm và kết quả đánh giá phát triển NL tin học trong dạy học Hóa học, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

Câu hỏi thường gặp

  1. Ứng dụng CNTT trong dạy học Hóa học có lợi ích gì?
    Ứng dụng CNTT giúp tăng tính trực quan, sinh động cho bài giảng, giảm thời gian ghi chép, nâng cao hứng thú học tập và phát triển năng lực tin học cho HS. Ví dụ, phần mềm ChemSketch hỗ trợ vẽ công thức hóa học 3D giúp HS hiểu sâu hơn về cấu trúc phân tử.

  2. Làm thế nào để GV chưa thành thạo CNTT có thể cải thiện kỹ năng?
    GV nên tham gia các khóa đào tạo, tự học qua các tài liệu hướng dẫn, thực hành sử dụng phần mềm thiết kế bài giảng điện tử như PowerPoint, Proshow. Việc áp dụng dần dần trong giảng dạy sẽ giúp nâng cao kỹ năng.

  3. HS gặp khó khăn gì khi học với CNTT và làm sao khắc phục?
    HS thường chưa thành thạo các phần mềm, thiếu kỹ năng tìm kiếm và xử lý thông tin. GV cần hướng dẫn cụ thể, tổ chức các hoạt động thực hành, tạo môi trường học tập hỗ trợ để HS tự tin sử dụng CNTT.

  4. Phần mềm nào phù hợp để hỗ trợ dạy học phần Dẫn xuất halogen, Ancol, Phenol?
    Các phần mềm như ChemSketch (vẽ công thức hóa học), Proshow (thiết kế phim tư liệu), Shub classroom (kiểm tra trực tuyến), Zoom (trao đổi nhóm) được đánh giá hiệu quả trong việc hỗ trợ dạy học và phát triển NL tin học.

  5. Làm thế nào để đánh giá năng lực tin học của HS trong dạy học Hóa học?
    Có thể sử dụng bộ công cụ đánh giá gồm tiêu chí về kỹ năng sử dụng phần mềm, tìm kiếm thông tin, trình bày sản phẩm học tập, thái độ và khả năng hợp tác. Kết hợp quan sát trực tiếp và phiếu hỏi tự đánh giá của HS để có đánh giá toàn diện.

Kết luận

  • Ứng dụng CNTT trong dạy học phần Dẫn xuất halogen, Ancol, Phenol giúp phát triển năng lực tin học cho HS, nâng cao hiệu quả học tập Hóa học phổ thông.
  • Thực trạng cho thấy GV và HS đều nhận thức được tầm quan trọng của CNTT nhưng còn nhiều hạn chế về kỹ năng và điều kiện cơ sở vật chất.
  • Các phương pháp dạy học tích cực kết hợp CNTT như dạy học dự án, nhóm, tích hợp được áp dụng thành công trong thực nghiệm sư phạm.
  • Luận văn đã xây dựng bộ kế hoạch bài học và công cụ đánh giá NL tin học phù hợp với chương trình Hóa học 11.
  • Đề xuất các giải pháp đào tạo GV, đầu tư trang thiết bị, phát triển công cụ đánh giá và khuyến khích HS tự học nhằm nâng cao ứng dụng CNTT trong dạy học.

Next steps: Triển khai rộng rãi các biện pháp đề xuất tại các trường THPT, tiếp tục nghiên cứu mở rộng ứng dụng CNTT trong các phần khác của chương trình Hóa học và các môn học khác.

Call to action: Các nhà quản lý giáo dục, GV và sinh viên sư phạm cần tích cực áp dụng và phát triển CNTT trong dạy học để đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục trong thời đại số.