Luận văn dạy học kết hợp blended learning môn Khoa học tự nhiên 7 - Đại học Thái Nguyên

Hướng dẫn vận dụng mô hình blended learning trong dạy học trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật môn Khoa học tự nhiên 7 hiệu quả.

• Tác giả: Phùng Thị Thu Trang
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Hằng
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Sinh học
• Đề tài: Vận dụng mô hình dạy học kết hợp (Blended learning) trong dạy học “Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật” (Khoa học tự nhiên 7)
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Tổng quan dạy học kết hợp blended learning môn KHTN 7

Mô hình dạy học kết hợp blended learning tạo ra sự chuyển dịch mạnh mẽ trong giáo dục hiện đại. Phương thức này phối hợp chặt chẽ giữa tương tác trực tiếp trên lớp và các bài giảng số hóa trên môi trường mạng. Học sinh được tiếp cận nguồn học liệu phong phú trước khi tham gia thảo luận nhóm.

Trong chương trình Khoa học tự nhiên 7, chủ đề trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật đóng vai trò nền tảng. Nội dung này cung cấp tri thức cốt lõi về các phản ứng hóa sinh trong cơ thể sống. Quá trình quang hợp, hô hấp tế bào và trao đổi nước đòi hỏi tư duy phân tích sâu sắc.

Việc áp dụng blended learning giúp cụ thể hóa các khái niệm vi mô thông qua hình ảnh động và mô phỏng trực quan. Học sinh chủ động làm chủ thời gian nghiên cứu tài liệu lý thuyết. Giáo viên đóng vai trò là người cố vấn, điều phối các hoạt động thực nghiệm và giải quyết vấn đề. Sự kết hợp linh hoạt này nâng cao rõ rệt khả năng ghi nhớ và hứng thú học tập của học sinh trung học cơ sở.

1.1. Bản chất và đặc trưng cơ bản của blended learning

Blended learning tích hợp không gian lớp học truyền thống cùng nền tảng công nghệ thông tin. Phương thức phân chia ranh giới rõ ràng giữa việc tiếp thu tri thức và vận dụng kỹ năng. Học sinh làm quen bài học mới thông qua các video bài giảng và tài liệu trực tuyến tại nhà. Thời gian trên lớp được ưu tiên cho các hoạt động thảo luận, tranh biện và thực hành chuyên sâu. Mô hình Rotation và Flipped Classroom là hai dạng phổ biến trong nhà trường hiện nay. Giáo viên dễ dàng theo dõi tiến độ cá nhân hóa nhờ công cụ quản lý số. Tính tương tác hai chiều được tăng cường liên tục, thúc đẩy thói quen tự nghiên cứu độc lập.

1.2. Mục tiêu trọng tâm của chủ đề sinh học lớp 7

Chủ đề trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật trang bị kiến thức sinh học cơ bản. Nội dung giúp học sinh hiểu rõ bản chất của các quá trình sống quan trọng. Học sinh quan sát hiện tượng quang hợp ở thực vật và hô hấp tế bào ở động vật. Môn học yêu cầu phân tích mối quan hệ mật thiết giữa cấu trúc tế bào và chức năng sinh lý. Học sinh phải tự đề xuất các giải pháp bảo vệ cây xanh và môi trường sống xung quanh. Đây là bước đệm hình thành thế giới quan khoa học thực tiễn. Việc rèn luyện kỹ năng thực hành thí nghiệm giúp khắc sâu lý thuyết và phát triển tư duy thực nghiệm vững chắc.

II. Phân tích thực trạng dạy học trao đổi chất ở KHTN 7

Quá trình dạy học chủ đề trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng gặp nhiều rào cản thực tế. Kiến thức sinh học ở cấp độ phân tử và tế bào mang tính trừu tượng rất cao. Học sinh lớp 7 thường gặp khó khăn trong việc ghi nhớ các chuỗi phản ứng sinh hóa phức tạp.

Phương pháp thuyết giảng truyền thống chưa đáp ứng yêu cầu kích thích tư duy người học. Học sinh thường ghi chép thụ động và thiếu cơ hội trực tiếp làm thí nghiệm chuyên sâu. Thời lượng tiết học trên lớp bị giới hạn, gây áp lực lớn cho cả giáo viên và học sinh. Việc thiếu công cụ mô phỏng động khiến các cơ chế trao đổi khí và vận chuyển nước trở nên khó hiểu.

Khả năng tự học của học sinh chưa được rèn luyện bài bản và thiếu sự định hướng. Nhiều em học sinh chưa hình thành kỹ năng khai thác tài liệu trên không gian mạng. Giáo viên khó kiểm soát mức độ hiểu bài của từng cá nhân trong lớp học đông người. Thực trạng này đòi hỏi một giải pháp đổi mới phương pháp giảng dạy toàn diện.

2.1. Thách thức từ tính chất trừu tượng của kiến thức

Khái niệm quang hợp, hô hấp và vận chuyển chất ở sinh vật diễn ra ở cấp độ vi mô. Học sinh không thể quan sát trực tiếp bằng mắt thường các chu trình chuyển hóa này. Khả năng tưởng tượng về dòng mạch rây và mạch gỗ còn nhiều hạn chế. Việc học thuộc lòng các phương trình phản ứng dễ gây nhàm chán và quên nhanh. Học sinh thiếu khả năng liên hệ kiến thức lý thuyết với các hiện tượng thực tế đời sống. Điều này dẫn đến sự suy giảm động lực học tập bộ môn Khoa học tự nhiên. Giáo viên gặp trở ngại lớn khi truyền tải nội dung chỉ bằng hình vẽ minh họa tĩnh trong sách giáo khoa.

2.2. Hạn chế về thời lượng và mức độ phân hóa học sinh

Một tiết học tiêu chuẩn chỉ kéo dài khoảng 45 phút trên lớp học. Thời gian này không đủ để giáo viên vừa giảng giải vừa tổ chức luyện tập chuyên sâu. Học sinh có năng lực tiếp thu không đồng đều trong cùng một tập thể. Những học sinh học khá cần bài tập mở rộng, trong khi học sinh yếu cần giảng giải lại. Lớp học truyền thống không thể đáp ứng trọn vẹn tốc độ học tập của từng đối tượng. Việc đánh giá năng lực tự học của từng cá nhân trở nên khó khăn và thiếu chính xác. Tình trạng này khiến nhiều học sinh bị bỏ lại phía sau trong tiến trình bài học chung.

III. Giải pháp vận dụng blended learning trong dạy học KHTN 7

Quy trình vận dụng blended learning bao gồm ba giai đoạn liên hoàn và chặt chẽ. Giai đoạn chuẩn bị tập trung vào xây dựng học liệu điện tử chất lượng cao. Giáo viên thiết kế video bài giảng ngắn, phiếu học tập số hóa và các câu hỏi trắc nghiệm tương tác. Học sinh tự nghiên cứu bài học trên nền tảng e-learning theo tiến độ cá nhân trước giờ lên lớp.

Giai đoạn trực tiếp trên lớp dành toàn bộ thời lượng cho việc giải quyết các nhiệm vụ phức tạp. Giáo viên tổ chức hoạt động thảo luận nhóm, làm việc với mẫu vật thật và thực hành thí nghiệm. Học sinh đại diện nhóm báo cáo kết quả, tranh luận và hoàn thiện sản phẩm học tập. Giáo viên đóng vai trò trọng tài, chuẩn hóa kiến thức khoa học và giải đáp các khúc mắc.

Giai đoạn củng cố sau giờ học yêu cầu học sinh hoàn thành bài tập vận dụng thực tế. Các nhiệm vụ mở rộng như đề xuất giải pháp trồng cây xanh hay bảo vệ môi trường được giao qua nhóm số. Hệ thống tự động ghi nhận kết quả và đánh giá mức độ tiến bộ của từng học sinh.

3.1. Xây dựng học liệu số và bài giảng e learning tương tác

Hệ thống học liệu số cần được thiết kế trực quan và sinh động. Giáo viên sử dụng các phần mềm chuyên dụng để tạo video mô phỏng quá trình quang hợp ở lá cây. Nội dung bài giảng điện tử lồng ghép các câu hỏi tương tác ngắn nhằm kiểm tra mức độ tập trung. Học sinh có thể tạm dừng, tua lại bài giảng để quan sát kỹ cấu tạo khí khổng và lục lạp. Phiếu học tập trực tuyến hướng dẫn học sinh từng bước tìm hiểu kiến thức trọng tâm. Nền tảng học tập trực tuyến ghi nhận chính xác thời gian và kết quả tự học. Dữ liệu này giúp giáo viên nắm bắt lỗ hổng kiến thức trước buổi học trực tiếp.

3.2. Tổ chức hoạt động tương tác và thực hành tại lớp

Lớp học trực tiếp trở thành không gian thực hành và hợp tác nhóm. Giáo viên chia lớp thành các nhóm nhỏ để thảo luận về vai trò của quang hợp và hô hấp. Mỗi nhóm tiến hành phân tích phiếu học tập, nhận xét các mẫu lá cây và vẽ sơ đồ tư duy. Đại diện từng nhóm thuyết trình kết quả nghiên cứu trước toàn thể lớp học. Các nhóm còn lại đặt câu hỏi phản biện, tạo ra không khí học tập sôi nổi và tích cực. Giáo viên nhận xét, sửa lỗi sai và tổng kết các kết luận khoa học chính xác. Học sinh hoàn thiện nội dung kiến thức vào vở ghi sau khi đạt được sự đồng thuận.

IV. Đánh giá hiệu quả và ứng dụng blended learning KHTN 7

Kết quả thực nghiệm sư phạm chứng minh tính ưu việt rõ rệt của mô hình blended learning. Học sinh tham gia lớp học kết hợp đạt điểm số kiểm tra cao hơn so với lớp đối chứng. Mức độ ghi nhớ các khái niệm chuyển hóa năng lượng được duy trì bền vững theo thời gian. Học sinh thể hiện sự hào hứng và chủ động trong mọi hoạt động học tập.

Mô hình giúp nâng cao rõ rệt năng lực tự học và tư duy khoa học của học sinh. Kỹ năng làm việc nhóm, giao tiếp và giải quyết vấn đề thực tiễn phát triển toàn diện. Học sinh biết cách vận dụng kiến thức quang hợp vào chăm sóc cây trồng gia đình và bảo vệ cây xanh đô thị.

Việc ứng dụng blended learning hoàn toàn phù hợp với định hướng đổi mới của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018. Nhà trường cần đầu tư hạ tầng công nghệ và nâng cao năng lực số cho giáo viên. Phương pháp này mở ra tiềm năng lớn để nhân rộng sang nhiều chủ đề khoa học tự nhiên khác.

4.1. Nâng cao phẩm chất và năng lực tự học của học sinh

Mô hình học tập kết hợp tạo điều kiện để học sinh rèn luyện tính tự lập. Người học tự lập kế hoạch cá nhân, phân bổ thời gian và hoàn thành mục tiêu đề ra. Việc tương tác thường xuyên với nền tảng số giúp trau dồi kỹ năng công nghệ thông tin cần thiết. Học sinh tự tin hơn khi trình bày ý tưởng khoa học trước tập thể lớp. Khả năng tự đánh giá và sửa lỗi thông qua phản hồi trực tuyến tiến bộ rõ nét. Thói quen chủ động tìm tòi kiến thức giúp hình thành phẩm chất chăm chỉ và trung thực. Đây là tiền đề vững chắc phục vụ cho hành trình học tập suốt đời.

4.2. Khả năng nhân rộng mô hình trong dạy học phổ thông

Blended learning sở hữu tính linh hoạt cao, dễ dàng áp dụng cho các khối lớp khác nhau. Các tổ chuyên môn có thể xây dựng kho học liệu điện tử dùng chung cho toàn trường. Sự hợp tác giữa các giáo viên giúp tối ưu hóa thời gian thiết kế bài giảng số. Mô hình giúp các trường học giải quyết hiệu quả bài toán chênh lệch điều kiện cơ sở vật chất. Nhà trường cần trang bị đường truyền mạng ổn định và phòng máy tính đạt chuẩn. Giáo viên cần được tập huấn liên tục về kỹ năng thiết kế sư phạm trực tuyến. Sự đồng hành của phụ huynh cũng đóng vai trò then chốt vào thành công của phương pháp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu và sử dụng mô hình dạy học kết hợp 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu và sử dụng mô hình dạy học kết hợp trên thế giới BL xuất hiện trên thế giới cách đây khoảng hơn 20 năm, được kế thừa từ sự phát triển của mô hình học trực tuyến. BL được trường Đại học Cambridge nghiên cứu đầu tiên trong việc giảng dạy ngoại ngữ, sau đó được áp dụng rộng rãi trong các tổ chức giáo dục khác [27].

Nghiên cứu của Arabasz & Baker năm 2003 cho thấy có 80% các trường đại học ở Hoa Kỳ sử dụng đào tạo kết hợp [20]. Quy mô thị trường học tập trực tuyến toàn cầu dự kiến tăng trưởng với tốc độ 20,5% [34], bởi vì mô hình BL tận dụng được ưu điểm của cả hình thức đào tạo truyền thống và cả đào tạo trực tuyến, mang lại hiệu quả tốt, ít tốn kém và có sự thuận tiện hơn về không gian và thời gian [35]. Các nhiệm vụ học tập trực tuyến và trực tiếp bổ trợ cho nhau, người học hiểu sâu sắc và có cái nhìn tổng quát từ nhiều góc nhìn khác nhau hơn về vấn đề đã học khi được hướng dẫn các học phần bằng cách xem, ghi chép bài giảng khi học trực tuyến và thảo luận nhóm về các khái niệm, nội dung học tập khi học trên lớp [28]. PPDH, sự truy cập và linh hoạt, chi phí hiệu quả khi tái sử dụng nguồn tài nguyên là những lợi ích mà BL mang lại [36].

Trong BL, người học được học một phần thông qua hình thức trực tuyến có sự giám sát về thời gian, địa điểm, đường dẫn, nhịp độ,… một phần tại một địa điểm truyền thống, có khi là xa nhà [21]. Các nghiên cứu tập trung vào lý thuyết (quan niệm, mô hình, cấp độ, mức độ kết hợp,…) và ứng dụng, triển khai, đánh giá, phát triển BL,… của các tác giả: Cho Cho Wai & Ernest Lim Kok Seng (2013) xác định môi trường BL có sự tích hợp học trực tuyến, hội nghị truyền hình, internet, hỗ trợ của máy tính, học từ xa dựa trên web và các công nghệ khác đã trở thành vai trò chính trong bối cảnh đào tạo và giáo dục bậc cao ở Malaysia [24]; Curtis J. Graham (2005) giới thiệu sổ tay BL, trong đó đưa ra quan điểm toàn cầu và thiết kế địa phương, đã xác định tài nguyên đó đã nêu bật các hoạt động và xu hướng mới nhất trong BL theo góc nhìn toàn cầu và cung cấp thông tin có mục tiêu cho các tình huống BL cụ thể [26]; Laura (2017) mô tả BL được sử dụng để đưa công nghệ vào lớp học và hỗ trợ giảng dạy đã 6 chỉ ra rằng sự tham gia của HS, thành tích của HS và nhận thức tích cực của HS đối với việc học tập đã được tăng lên khi sử dụng BL [31]; Lisa (2014) đã chia sẻ nghiên cứu định tính về khóa học sau đại học để trả lời câu hỏi “Làm thế nào để nhà thiết kế/giảng viên tối ưu hóa trải nghiệm học tập cho sinh viên về môi trường học tập trực tuyến trong khoa học trực tuyến kết hợp dựa trên công nghệ đồng bộ và không đồng bộ?”, từ đó xác định để cung cấp không gian học tập có ý nghĩa trong môi trường học tập đồng bộ cần cân bằng sự căng thẳng giữa việc nắm bắt tính linh hoạt mà không gian trực tuyến mang lại cho người dùng và thiết kế các cấu trúc có chủ đích giúp họ tận dụng không gian linh hoạt đó [32]; Paul Ginns & Robert E-learninglis (2007) đã khám phá mối quan hệ giữa giảng dạy và học tập trực tuyến với trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng, kinh nghiệm học tập của HS [34];… Những nghiên cứu đó cho thấy, BL ở bậc học, trong đó có bậc phổ thông ngày càng phổ biến trên thế giới. Tổng quan tình hình nghiên cứu và sử dụng mô hình dạy học kết hợp ở Việt Nam BL là một mô hình dạy học tương đối mới ở Việt Nam, đòi hỏi người dạy phải biết vận dụng kết hợp bài giảng môn học với các phần mềm ứng dụng thông qua kết nối với mạng Internet.

Tuy là mới, nhưng mô hình dạy học này có nhiều ưu điểm nên đã trở thành xu thế và vận dụng trong thực tiễn dạy học rộng rãi ở tất cả các bậc học. Từ năm học 2015, trường Đại học FPT cho ra đời chương trình đào tạo cử nhân trực tuyến Funix chuyên ngành Công nghệ thông tin với ít nhất 1 môn học mỗi học kì được đào tạo theo hình thức kết hợp. Năm 2016, trường Đại học Công nghiệp Hà Nội triển khai đào tạo kết hợp với tỉ lệ 50% học F2F trên lớp và 50% học OL với ngành CNTT và Ngoại ngữ. Cũng trong năm đó, trường Đại học Kinh tế Hồ Chí Minh triển khai đào tạo BL với tỉ lệ 70% F2F và 30% OL Dịch bệnh Covid-19 diễn ra đã tạo ra một động lực thúc đẩy lớn đối với OL, giúp cho hoạt động đào tạo không bị gián đoạn.

Năm 2021 trường Đại học Kinh tế quốc dân đã tổ chức Hội thảo khoa học Quốc gia “Ứng dụng CNTT trong đổi mới PPDH theo hướng BL” với nhiều báo cáo giới thiệu về thực trạng và giải pháp để thực hiện dạy học theo mô hình này một cách hiệu quả. Nhiều trường học và các nhà khoa học đã quan tâm nghiên cứu phát triển chương trình đào tạo OL, đào tạo BL đáp ứng nhu cầu thực tiễn. BL phù hợp với dạy học đại học trong thời đại kỉ nguyên số, đồng thời, trong BL, hình thức OL và F2F được tích hợp chặt chẽ, không phải là sự cộng gộp một cách áp đặt, cơ học [9], BL là một hình thức tổ chức dạy học tất yếu của một nền giáo dục hiện đại [6]. 7 BL đã trở nên phổ biến ở trường phổ thông do tầm quan trọng của OL, dạy học dựa trên nền tảng công nghệ thông tin và truyền thông, đặc biệt là sau giai đoạn phải ứng phó với đại dịch COVID-19.

Nguyễn Hoàng Trang và cộng sự (2020) nghiên cứu về BL và tổ chức BL tại trường THPT đã giới thiệu các phương án tổ chức BL như: lớp học đảo ngược, dạy học theo trạm, dạy học dự án, dạy học theo nhóm nhỏ [15]. Một số nghiên cứu tập trung vào BL trong môn học. Chẳng hạn, Nguyễn Văn Đại & Đào Thị Việt Anh (2019) xây dựng khung năng lực tự học của HS THPT trong dạy học Hóa học theo mô hình BL [7], Nguyễn Văn Đại và cộng sự (2021) trình bày kết quả của việc phát triển năng lực tự học của HS thông qua dạy học dự án về hydrocarbon no (Hóa học 11) theo mô hình BL [8], Nguyễn Thị Hảo (2022) nghiên cứu và đề xuất phương án tổ chức BL thông qua thiết kế kế hoạch bài dạy minh họa của môn Ngữ văn ở cấp THCS [10], Tống Thị Hoạt (2016) đề xuất quy trình xây dựng và tổ chức bài học theo BL trong dạy học Sinh học ở trường phổ thông cho thấy đây là một tiếp cận dạy học hiện đại trong bối cảnh xã hội thông tin ngày nay [12], Đỗ Vũ Sơn (2015) đưa ra một số hình thức BL trong dạy học môn Địa lí, vận dụng tại các trường THPT dân tộc nội trú ở tỉnh Thái Nguyên, giúp tiết kiệm thời gian, công sức của cả GV và HS, mang lại hiệu quả dạy học cao [13],… 1. Cơ sở lý luận của mô hình dạy học kết hợp 1.

Khái niệm về dạy học kết hợp Sự phát triển mạnh mẽ của CNTT đã ảnh hưởng mạnh mẽ đến quá trình dạy học trong các trường học, làm xuất hiện hình thức tổ chức dạy học mới. Bên cạnh hình thức tổ chức F2F (Tranditional Learning hoặc Face to face) thì OL (E-learning hoặc online learning) và BL ngày càng trở nên phổ biến, tạo nên sự đa dạng, linh hoạt khi thực hiện quá trình dạy học. Dạy học trực tiếp (kí hiệu F2F) F2F là mô hình dạy học mà toàn bộ quá trình học tập có sự tiếp xúc trực tiếp giữa GV và HS, còn gọi là dạy học mặt đối mặt. Các môn học hoặc tùy vào đặc thù của từng môn học mà hình thức này có thể thực hiện bằng hình thức bài lên lớp, tham quan, bài tập ngoại khóa, bài tập ngoài giờ,… Trong đó, bài lên lớp là hình thức chủ yếu, chiếm vị trí trung tâm của quá trình dạy học, các hình thức khác có hỗ trợ, bổ sung cho bài lên lớp.

8 F2F có ưu thế khi tổ chức cho HS nghiên cứu kiến thức trừu tượng (các cơ chế, quá trình, quy luật, học thuyết,…) khi cần phải phân tích trực tiếp thông qua các phương tiện trực quan như hình vẽ, tranh ảnh, mô hình, hình động,…; đặc biệt, khi HS tiến hành các thí nghiệm. được rèn luyện các kĩ năng thực hành; khi HS cần tham gia vào học tập hợp tác hoặc được rèn luyện ý thức học tập, làm việc tích cực, kỉ luật. Tuy nhiên, F2F gặp trở ngại khi thời lượng mỗi tiết học có hạn, khiến cho HS ít có điều kiện để trao đổi thêm với GV; GV không thể có đủ thời gian để kiểm tra sát sao việc học của HS; sự tương tác giữa HS - HS, HS - GV gặp nhiều hạn chế; có thể có sự tốn kém để chuẩn bị trang thiết bị dạy học và học liệu (sách giáo khoa, tài liệu tham khảo, đồ dùng dạy học,…). Dạy học trực tuyến (kí hiệu OL) Sự bùng nổ và phát triển của thời đại công nghệ 4.0 đã xem OL là xu thế phát triển mới của nền giáo dục trên toàn thế giới.

OL là hình thức tổ chức dạy học ứng dụng các công nghệ mới, đặc biệt là CNTT và sự phát triển nhanh chóng của Internet. Đây là hình thức kết nối trên mạng truyền thông thông qua việc trao đổi các thông tin, hình ảnh qua các thiết bị điện tử thông minh, đồng thời, các cá nhân cũng có thể trao đổi và kết nối thông tin với nhau. Ưu điểm của OL: - Đối với người học: HS khi có tài khoản có thể học ở bất cứ lúc nào, ở đâu và dễ dàng lựa chọn nội dung học phù hợp cho mình; HS có thể tra cứu, tìm kiếm nhiều nguồn tài liệu học tập và tham khảo trong nước và trên thế giới; Sự trao đổi học tập giữa HS - HS, HS - GV và có thể HS - chuyên gia,… có thể thực hiện cởi mở, dễ dàng; HS có thể tuyển chọn được những GV giỏi từ nhiều nước khác nhau trên thế giới. Những lợi ích đó giúp HS xây dựng được thói quen tự học suốt đời.