Nâng cao kiến thức sư phạm cho giáo viên hóa học ở trường phổ thông bằng các phương pháp dạy học hóa học - Nguyễn Hữu Chung

Nâng cao kiến thức sư phạm cho giáo viên hĩa học ở trường phổ thơng bằng 130 HNUE JOURNAL OF SCIENCE DOI: 10.18173/2354-1075.2018-0013 Educational Sciences, 2018, Vol. 63, Iss. 2, pp. 130-140 This paper is available online at NÂNG CAO KIẾN THỨC SƯ PHẠM CHO GIÁO VIÊN HĨA HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THƠNG BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC HĨA HỌC Nguyễn Hữu Chung Trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội Tĩm tắt. Nghiên cứu việc nâng cao kiến thức sư phạm cho giáo viên hĩa học thơng qua chương trình giáo dục sử dụng các phương pháp dạy học để động viên, khuyến khích học sinh tích cực hơn trong học tập. Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp mơ tả và diễn giải, thơng qua dạy học về tốc độ của phản ứng hĩa học, khái niệm về ơ nhiễm và độ hịa tan các chất trong nước bằng cách sử dụng các phương pháp và kĩ thuật dạy học như bản đồ tư duy, đồ thị, điển vào chỗ trống trong câu, mơ hình vật lý 3D, sơ đồ nhánh, bản đồ khái quát, hoạt động đĩng vai, trình diễn các thí nghiệm, thảo luận nhĩm nhỏ, năng lực sư phạm của giáo viên được cải thiện. Số liệu định tính thu được thơng qua phỏng vấn giáo viên, học sinh và quan sát trực tiếp thảo luận nhĩm trong lớp học. Số liệu định lượng thu được qua bảng hỏi điều tra của giáo viên và học sinh. Cả hai nguồn dữ liệu phân tích định tính và định lượng để khẳng định tính khả thi của kết quả nghiên cứu. Từ khĩa: Kiến thức sư phạm, chất lượng dạy học, hĩa học, hứng thú học hĩa học, năng lực sư phạm. 1. Mở đầu Chất lượng dạy và học ở trường phổ thơng nĩi chung và chất lượng dạy và học mơn hĩa học nĩi riêng khơng chỉ là mối quan tâm đối với phụ huynh, giáo viên và học sinh, mà cịn là mỗi quan tâm của tồn xã hội. Chất lượng của việc dạy và học được cho là chịu ảnh hưởng tác động của các yếu tố liên quan với nhau như: tài liệu học tập, chất lượng giáo viên đạt chuẩn, quy mơ lớp học. Sự mất cân đối giữa các yếu tố, yếu tố nào yếu hoặc thiếu sẽ dẫn đến chất lượng dạy học nghèo nàn [1]. Điều này sẽ khiến kết quả học tập của học sinh khơng cao, học sinh khơng quan tâm, hứng thú nhiều đến mơn hĩa học. Ngồi ra, đối với mơn hĩa học cĩ nhiều khái niệm thường phải học thuộc lịng, phải nhớ một cách máy mĩc. Như vậy, học sinh khĩ nhận thấy được tầm quan trọng của mơn hĩa học cĩ liên quan giúp ích đến cuộc sống hằng ngày. Đã cĩ nhiều nghiên cứu giáo dục áp dụng những kiến thức sư phạm dạy học cĩ thể thu hút học sinh tham gia học tập, qua đĩ biết được những ý tưởng và các trải nghiệm khĩ khăn của học sinh trong học tập, để từ đĩ sử dụng những phương pháp dạy học phù hợp với từng đối tượng học sinh trong những bối cảnh thực tiễn khác nhau [2]. Với mục tiêu phát triển các yếu tố tạo được khả năng hứng thú và hiệu quả học tập mơn học làm cơ cở để giáo viên hĩa học sử dụng trong dạy học. Nghiên Ngày nhận bài: 12/10/2017. Ngày chỉnh sửa: 05/11/2017. Ngày nhận đăng: 18/11/2017. Tác giả liên hệ: Nguyễn Hữu Chung, e-mail: nguyenchungsaga@yahoo.com Nguyễn Hữu Chung 131 cứu tập trung vào khả năng tăng nội dung kiến thức sư phạm của giáo viên hĩa học, khuyến khích học sinh trình bày theo cách riêng của chính bản thân trong những giờ học là tiền đề để nâng cao chất lượng dạy và học ở trường phổ thơng. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng việc tiếp cận kết quả điều tra thực trạng dạy học hĩa học thơng qua các bảng hỏi giáo viên về những khĩ khăn để dạy mơn hĩa học cĩ hiệu quả và tăng hứng thú học tập cho học sinh. Các giáo viên tham dự nghiên cứu học tập để đánh giá tác động trên thực tế tạo hứng thú học tập cho học sinh. Điều tra từng các nhân học sinh thơng qua hồn thành bảng các câu hỏi và thảo luận nhĩm về những trải nghiệm của họ trong việc học tập hĩa học ở trường và ở nhà. Đánh giá kết quả nghiên cứu theo phương pháp định tính và định lượng. Nguồn số liệu định tính thu được thơng qua phỏng vấn giáo viên, học sinh và thảo luận nhĩm trực tiếp trong lớp học. Số liệu định lượng qua phân tích các bảng hỏi các nhà quản lý, giáo viên và học sinh. Cả hai nguồn dữ liệu này để khẳng định tính khả thi của kết quả nghiên cứu [3]. 2.2. Hĩa học và dạy hĩa học ở trường phổ thơng Mục tiêu của dạy học hĩa học là phát triển cho học sinh hứng thú học tập với mơn học và duy trì một cảm giác tự nghiên cứu tị mị, sáng tạo về hĩa học. Xây dựng và áp dụng kiến thức hĩa học, đánh giá mối quan hệ giữa hĩa học và các mơn học khác, hiểu bản chất phát triển khoa học và các kỹ năng để thực hiện yêu cầu của khoa học. Phát triển khả năng tư duy khoa học sáng tạo để giải quyết vấn đề thực tiễn, phù hợp với bối cảnh hiện tại liên quan đến hĩa học bằng cách sử dụng ngơn ngữ hĩa học [4]. Hĩa học là mơn học quan trọng trong khoa học, khơng chỉ bởi được kết nối cơ bản với nhiều ngành khoa học, mà cịn bởi hĩa học cĩ nhiều ảnh hưởng rộng lớn đến cuộc sống của chúng ta. Hĩa học được xem là khoa học vật liệu trong mơi trường tự nhiên, được xây dựng và phát triển trong thực tiễn, là một trong những phương tiện mà con người mơ tả thực tiễn, đề cập đến tất cả các chất tạo nên mơi trường thay đổi của các chất, được gán cho gồm bốn thành phần: Quá trình sử dụng để khám phá hoặc tạo ra kiến thức hĩa học; tổng hợp các khái niệm và ý tưởng cụ thể để sản xuất; ứng dụng để hiểu kiến thức và sự thay đổi; những tác động cho sự hiểu biết và các tác nhân thay đổi. Lập luận sự hiểu biết hĩa học địi hỏi sự hiểu biết bản chất của hĩa học, các quy tắc, các nguyên lí, các lí thuyết quan trọng, các khái niệm và mơ hình hĩa học dựa trên cơng nghệ liên quan đến nhau, đánh giá đúng các tác động của hĩa học và cơng nghệ liên quan đến xã hội [4]. Trong thực hiện những nỗ lực cải cách dạy và học hĩa học tại trường phổ thơng, các nghiên cứu khác nhau được thực hiện với mục đích là nâng cao hiệu quả học tập và thái độ đối với mơn hĩa học cho học sinh. Các tiêu chuẩn đưa ra được gán cho các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dạy và học hĩa học như: 1. Giáo viên khơng cĩ nội dung hoặc kiến thức sư phạm cần thiết để dạy chủ đề hĩa học cĩ hiệu quả. 2. Áp lực để để hồn thành các nội dung trong một thời gian hạn chế. Nâng cao kiến thức sư phạm cho giáo viên hĩa học ở trường phổ thơng bằng 132 3. Học sinh chỉ chuẩn bị kiến thức cho mục đích thi và kiểm tra. 4. Học sinh chỉ cố gắng đạt được mục tiêu của tất cả các mơn học trong khoa học hoặc từng chủ đề mà khơng được lưu tâm đến giá trị ý nghĩa của kiến thức. Học sinh quan tâm đến hĩa học tại trường học là một khía cạnh rất quan trọng để cải thiện sự hứng thú học tập hĩa học cho học sinh. Vì lý do này, đề nghị phải cải cách dạy học hĩa học ở trường phổ thơng, học sinh được tham gia nhiều hơn các hoạt động khoa học thiết thực liên quan đến cuộc sống thơng qua hiểu biết ý nghĩa về hĩa học. 2.3. Kiến thức sư phạm trong dạy học hĩa học Muốn học tốt khái niệm hĩa học địi hỏi phải hiểu ngơn ngữ hĩa học. Thơng qua kiểm tra kiến thức cụ thể đã ngầm kiểm tra kiến thức của học sinh về ngơn ngữ hĩa học. Vì kiến thức của ngơn ngữ hĩa học gắn liền với nội dung kiến thức. Mặc dù kiến thức về ngơn ngữ hĩa học khơng chứa nội dung kiến thức sư phạm, nhưng được dùng và biểu diễn ngơn ngữ hĩa học cũng là một khía cạnh của kiến thức sư phạm [5]. Nội dung quan trọng của phát triển ngơn ngữ hĩa học để cĩ được kiến thức về hĩa học được mơ tả theo ba cấp độ: vĩ mơ, cận vi mơ và biểu tượng. Kết quả thành cơng của học tập hĩa học liên quan đến việc xây dựng các mối liên kết giữa các mức vi mơ, cận vi mơ và biểu tượng của các hiện tượng hĩa học bằng cách sử dụng các phương pháp trình bày mơ tả khác nhau [4]. Chẳng hạn mức độ vĩ mơ, phản ứng hĩa học được coi là một quá trình mà một số chất biến mất và các chất mới xuất hiện. Trong khi ở một mức cận vi mơ, các phản ứng hĩa học được coi là một quá trình mà các hạt được sắp xếp lại. Cịn ở cấp biểu tượng đề cập đến việc phân bổ các kí hiệu trình bày để mơ tả nguyên tử và phân tử, ví dụ như quá trình phản ứng hĩa học được mơ tả dưới dạng kí hiệu: CH4 (k) + 2O2→ CO2 (k) + 2H2O (l) Kiến thức sư phạm của giáo viên là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng dạy và học. Cĩ nhiều khái niệm về kiến thức sư phạm được đưa ra, Shulman đã đưa ra khái niệm về kiến thức sư phạm là một loại kiến thức thực tiễn đặc biệt của giáo viên cần phải cĩ để giúp học sinh cĩ thể hiểu được nội dung cụ thể. Ơng cho rằng kiến thức dạy học là tập hợp hệ thống hĩa những kiến thức hiểu biết, kĩ năng, trách nhiệm về đạo đức, như là một phương tiện để truyền đạt nội dung kiến thức. Giống như thuật ngữ sư phạm, thuật ngữ nội dung kiến thức sư phạm lúc đầu xuất hiện như một biệt ngữ được thiết kế để nĩi về dạy học. Nhưng thơng qua khám phá kinh nghiệm thực tế mối quan hệ giữa dạy học và nội dung dạy học, thuật ngữ nội dung kiến thức sư phạm mang ý nghĩa thực tiễn chuyên nghiệp để đánh giá các kĩ năng, khả năng giáo viên dạy học đạt được mục đích đặt ra [6]. Đo, đánh giá kiến thức chuyên mơn của giáo viên thơng qua nghiên cứu sử dụng phỏng vấn, bảng câu hỏi trắc nghiệm, bài kiểm tra, phân tích video hoặc các phương pháp hỗn hợp để phân tích. Ví dụ, kiểm tra kiến thức về bảng tuần hồn các nguyên tố hĩa học, axit, bazơ, nội dung kiến thức cần thiết cho giáo viên sư phạm hĩa học. Các mức độ về kiến thức được thiết kế theo định dạng nhiều lựa chọn, định dạng theo các mức độ từ 1 đến 6, theo các mức độ từ rất quan trọng hoặc rất cĩ ý nghĩa đến khơng quan trọng hoặc vơ nghĩa [7]. Tương tự như vậy, William đã định nghĩa nội dung kiến thức sư phạm là nền tảng kiến thức cần thiết cho việc dạy học bao gồm kiến thức về mơn học, kiến thức của học sinh và kiến thức của giáo viên, ơng đã xây dựng khái niệm về kiến thức sư phạm với năm loại kiến thức khác nhau: Kiến thức hỗn hợp hoặc tổng hợp định hướng, hướng tới giảng dạy khoa học; Kiến thức Nguyễn Hữu Chung 133 khoa học về chương trình giảng dạy; Kiến thức về khoa học đánh giá; Kiến thức về sự hiểu biết của học sinh; kiến thức về chiến lược giảng dạy. Thành phần chính của kiến thức sư phạm hĩa học cĩ thể tĩm tắt theo Hình 1 [8]. Hình 1. Sơ đồ thành phần chính của kiến thức sư phạm Trong đĩ, xác định hai yếu tố chính về kiến thức sư phạm là kiến thức của giáo viên và cách trình bày kiến thức đĩ. Từ những quan điểm này đã đưa ra các thành phần chính của kiến thức sư phạm cho việc giảng dạy hĩa học: Kiến thức của học sinh và cách học hĩa học thế nào; Kiến thức về chương trình hĩa học; Kiến thức về các khái niệm hĩa học và các quá trình; Các phương pháp trình bày kiến thức về hĩa học. 2.4. Năng lực sư phạm hĩa học Năng lực dạy học được xác định là tích hợp các đặc điểm cá nhân, kiến thức, kĩ năng và thái độ cần thiết để đạt được hiệu quả dạy học [9]. Năng lực chuyên mơn của giáo viên sẽ ảnh hưởng đến kết quả học tập của học sinh. Kiến thức chuyên mơn của giáo viên là điều kiện tiên quyết cần thiết cho khả năng hoạt động các tình huống diễn ra trong lớp học [10]. Giáo viên phải hiểu được mục đích của mơn học, từng bài học là gì và chúng gĩp phần như thế nào vào sự phát triển tồn diện nhân cách của học sinh. Kiến thức về chương trình học các mơn học khơng phải là những thực thể tồn tại vững chắc, do vậy chương trình học cần tính đến tính đa dạng trong đĩ. Vì vậy, tăng cường kiến thức sư phạm nghĩa là người truyền đạt nội dung kiến thức một cách thuyết phục, tạo thay đổi năng lực của học sinh được gọi là cĩ năng lực sư phạm [11]. Tầm quan trọng của kinh nghiệm dạy học của giáo viên (tuổi nghề), xác định kiến thức sư phạm cũng như thái độ đối với kinh nghiệm học tập của bản thân ảnh hưởng đến kiến thức khi giáo viên truyền đạt cho học sinh. Mở rộng vốn kiến thức về mơn học của người dạy, giáo viên cần hiểu thấu đáo về mơn học sẽ giúp học sinh tiến bộ nhanh về kiến thức, đĩ là sự khác biệt về năng lực sư phạm của giáo viên sư phạm hĩa học với giáo viên các mơn khoa học khác [4]. Dạy học chỉ thực hiện tốt khi quá trình dạy học được đặt trong mơi trường giàu tương tác, dạy học phải tính đến đặc điểm của người học và đặc điểm của mơi trường, xác định trước những biến đổi trong nhận thức và nhân cách của học sinh sau quá trình dạy học. Nâng cao kiến thức sư phạm cho giáo viên hĩa học ở trường phổ thơng bằng 134 Đối với nước ta, mục tiêu chương trình giáo dục phổ thơng hiện nay là hình thành phẩm chất và năng lực cho học sinh thơng qua các nội dung giáo dục. Mỗi nội dung giáo dục đều được thực hiện ở tất cả các mơn học và hoạt động giáo dục, trong đĩ cĩ một số mơn học và hoạt động giáo dục đảm nhiệm vai trị cốt lõi. Do vậy, vấn đề phát triển năng lực sư phạm cho sinh viên ở các trường sư phạm là một trong những nhiệm vụ rất quan trọng trong quá trình đào tạo. Các cơng trình nghiên cứu hình thành và phát triển năng năng lực sư phạm cho sinh viên trong quá trình đào tạo ở các trường sư phạm được nhiều nghiên cứu cơng bố. Các nghiên cứu dựa trên tiêu chuẩn đầu ra yêu cầu cho trình độ đại học với khối ngành sư phạm đào tạo giáo viên phổ thơng được Bộ giáo dục & Đạo tạo định hướng trong: “Dự án Phát triển giáo viên THPT & TCCN” và “Chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể 2017”, trong đĩ đặc biệt nhấn mạnh các năng lực chuẩn đốn, đánh giá, giải quyết các vấn đề và cần chú ý những yêu cầu mới về năng lực thực hiện kế hoạch giáo dục. Các năng lực đĩ cĩ thể ghép thành nhĩm 5 năng lực sau: Năng lực tìm hiểu đối tượng và mơi trường giáo dục, năng lực dạy học, năng lực giáo dục, năng lực hoạt động chính trị, xã hội và năng lực phát triển nghề nghiệp [12, 13]. 2.5. Tạo hứng thú học tập hĩa học Hứng thú là yếu tố cần thiết cho nhiều lĩnh vực, đặc biệt rất cần thiết trong giáo dục. Mặc dù tầm quan trọng của hứng thú trong học tập rất lớn nhưng để hiểu đúng và biết cách áp dụng trong dạy học khơng phải lúc nào cũng thành cơng. Vì hứng thú là yếu tố quá trình khĩ quan sát trực tiếp, do đĩ khĩ cĩ thể đánh giá được chính xác, tuy nhiên cĩ thể đánh giá các mức độ đạt được trong hứng thú [14]. Đánh giá mức độ hứng thú học tập thơng qua việc quan sát các hoạt động nhận thức hoặc phản ứng bằng lời nĩi đối với hoạt động này. Hĩa học là mơn học với nhiều nội dung rất trừu tượng, như nguyên tử, phân tử, cấu trúc phân tử và liên kết giữa các phân tử là những nội dung học tập nhiều thách thức với học sinh. Do đĩ, hứng thú học tập của học sinh rất quan trọng để xác định thái độ của học sinh với các lớp hĩa học [15]. Khĩ khăn nhất để giáo viên dạy hĩa học ở trường phổ thơng là học sinh khơng cĩ hứng thú với mơn hĩa học. Do vậy, việc tạo cho học sinh hứng thú với mơn hĩa học là một trong những nhiệm vụ quan trọng của người giáo viên dạy hĩa học [16]. Nghiên cứu được áp dụng với các phương thức dạy học khác nhau, nhằm năng cao chất lượng dạy và học ở trường phổ thơng. Đầu tiên dạy học dựa trên hoạt động của người thầy làm trung tâm là thuyết trình thơng tin kiến thức, tự làm thí nghiệm minh họa, cịn học sinh quan sát, nghe giảng và ghi lại tĩm tắt kiến thức cần thiết. Lý do lựa chọn phương pháp dạy học này bởi vì quy mơ lớp học quá đơng học sinh, phịng thực hành thí nghiệm khơng đủ trang thiết bị dụng cụ hỗ trợ. Để cĩ thể thử nghiệm các phương pháp dạy học khác thành cơng, trước tiên giáo viên phải hiểu về thực tiễn cụ thể trong lớp học và thái độ của học sinh học tập mơn học đĩ đối với một vấn đề học tập trước khi chúng ta dùng các biệm can thiệp cải tiến vào chuyên mơn dạy học. Chẳng hạn như khi dạy bài về phản ứng oxi hĩa–khử, thiết kế quá trình dạy bằng cách dành 2/3 thời gian của tiết học để giải thích, 1/3 thời gian tiết học để cho các học sinh tương tác với nhau. Giáo viên bắt đầu bài học với một bài đánh giá kiến thức đã học bằng câu hỏi đáp để đánh giá mức độ hiểu của học sinh. Tiếp theo giáo viên giới thiệu khái niệm về phản ứng oxi hĩa – khử, chất khử, chất oxi hĩa, điều kiện chuyển dịch electron giữa các nguyên tử, dấu hiệu nhận biết phản ứng oxi hĩa khử do sự thay đổi số oxi hĩa của các nguyên tố. Giáo viên viết phương trình phản ứng oxi hĩa – khử lên bảng, hai nửa phản ứng quá trình oxi hĩa và quá trình khử. Tiếp theo, tiến hành viết bốn phương trình phản ứng tương tự về phản ứng oxi hĩa khử lên bảng và Nguyễn Hữu Chung 135 yêu cầu học sinh viết lại từng phản ứng như là một bài tập yêu cầu. Các cụm từ phương trình phản ứng và các kí hiệu được lặp lại nhiều lần trong bài. Ở đây cĩ rất ít nhấn mạnh vào những gì phản ứng hĩa học xảy ra liên quan đến việc phá vỡ các liên kết, đây là lĩnh vực mà học sinh thường gặp phải những khĩ khăn khi học về các khái niệm liên quan. Hầu hết học sinh khơng hiểu việc sắp xếp lại các nguyên tử trong phân tử ở mức độ vi mơ và vĩ mơ, bởi vì những khía cạnh này khơng được thực hiện, học sinh chưa được tiếp cận. Các hoạt động dạy học khơng cung cấp cho học sinh phản hồi lại nội dung giáo viên trình bày. Học sinh thường cố gắng viết một vài tĩm tắt trong vở ghi vì khơng cĩ đủ thời gian để sao chép viết tất cả thơng tin. Giáo viên đã đĩng một vai trị tích cực trong việc giải thích và tính tốn các vấn đề trên bảng trong suốt bài dạy, trong khi đĩ học sinh chủ yếu đĩng một vai trị thụ động lắng nghe và ghi chép. Trong bài học này giáo viên đã dành 63% bài học để nĩi và viết, trong khi chỉ cĩ 37% được sử dụng cho tương tác khi học sinh đặt câu hỏi. Học sinh khơng cĩ thời gian để tham gia vào các hoạt động của lớp để phát triển sự hiểu biết của mình về các kiến thức thu được và kiến thức suy đốn. Phong cách giảng dạy chủ yếu dựa vào bài giảng mà khơng cĩ chỗ cho học sinh tham gia vào các bài học. Vì vậy, học sinh dễ bị thụ động trong học tập. Thay đổi phương pháp dạy học tạo hứng thú học tập hĩa học cho học sinh, trên cơ sở những nghiên cứu chỉ ra hạn chế của phương pháp dạy học dẫn đến học sinh thụ động trong học tập. Việc thay đổi quan niệm dạy học theo tiếp cận lấy học sinh làm trung tâm, tập chung nhiều vào học sinh hơn và sử dụng đa dạng các phương pháp, kĩ thuật dạy học, nhằm khuyền khích hoạt động của học sinh. Nhiều phương pháp và kĩ thuật dạy học như xây dựng khái niệm bản đồ tư duy, đồ thị, điền vào chỗ trống trong câu và mơ hình vật lý 3D khi dạy về tỷ lệ các chất trong phản ứng hĩa học, khái niệm ơ nhiễm, độ hịa tan trong nước của chất tan được sử dụng dạy học. Ví dụ 1: Dạy về nhiệt phân hủy của hiđro peoxit, giáo viên viết một phương trình hĩa học, sau đĩ yêu cầu học sinh trình bày nhận xét về phương trình phản ứng đĩ. Giáo viên và học sinh thực hiện thí nghiệm để chứng minh tốc độ phản ứng khi cĩ xúc tác mangan đioxit và khơng cĩ xúc tác mangan đioxit đối với phản ứng phân hủy hiđro peoxit. Các học sinh cũng tham gia hoạt động để chứng minh phản ứng đã phá vỡ các liên kết trong quá trình phân hủy hiđro peoxit để tạo thành nước và oxy. Đưa sơ đồ mơ hình về về tốc độ phản ứng bằng giản đồ năng lượng để giải thích về năng lượng hoạt động hĩa, trạng thái chuyển tiếp, phản ứng thu và tỏa nhiệt. Hình 2. Mơ hình hạt phản ứng phân hủy hiđro peoxit Học sinh được yêu cầu trình bày xây dựng một biểu đồ minh họa phản ứng phân hủy nhiệt hiđro peoxit khi cĩ xúc tác và khơng cĩ xúc tác để dự đốn hình dạng của năng lượng hoạt động hĩa. Học sinh bổ sung mơ tả biểu đồ các phân tử và giải thích những gì đã học được với các bạn trong lớp. Trong tồn bộ bài học, giáo viên và học sinh đã cĩ nhiều tương tác, học sinh chia sẻ ý tưởng theo nhĩm và từng cá nhân, trả lời những khĩ khăn trong việc xây dựng cách trình bày nội dung học tập. Mức độ vĩ mơ, phản ứng hĩa học được coi là một quá trình mà một số chất biến Nâng cao kiến thức sư phạm cho giáo viên hĩa học ở trường phổ thơng bằng 136 mất và các chất mới xuất hiện trong khi ở một mức cận vi mơ, các phản ứng hĩa học được coi là một quá trình mà các hạt được sắp xếp lại. Hình 3. Biểu đồ năng lượng Ví dụ 2. Phản ứng đốt cháy metan, cĩ thể tạo cho học sinh thực hiện các hoạt động: Các miêu tả phân bổ các kí hiệu, trình bày phương trình để mơ tả nguyên tử và phân tử. CH4(k) + 2O2→ CO2(k) + 2H2O(l) Phản ứng giữa CH4 và O2 là phản ứng tỏa nhiệt, tương đối chậm do quá trình phá vỡ liên kết và hình thành liên kết. Hình 4. Mơ hình hạt miêu tả phản ứng đốt cháy metan Hình 5. Biểu đồ năng lượng của phản ứng đốt cháy metan Nguyễn Hữu Chung 137 Ví dụ 3. Nâng cao kiến thức sư phạm thơng qua hội thảo giáo dục, trong buổi hội thảo đưa vào các bối cảnh khác nhau trong lớp học với mục đích nâng cao kiến thức và tạo hứng thú cho học sinh. Lựa chọn những nhĩm nhỏ trình bày trao đổi các ý tưởng giữa các thành viên trong nhĩm và với các nhĩm khác. Cách trình bày mơ tả theo mơ hình hạt thu hút tư duy của học sinh và thấy được những gì mà học sinh biết và chưa hiểu để từ đĩ cĩ hướng khắc phục. Bài dạy định hướng lấy học sinh làm trung tâm thay cho bài dạy theo dạy học thuyết trình truyền thống lấy giáo viên làm trung tâm. Học sinh đĩng vai trị xây dựng mơ hình, tạo ra các bản đồ khái niệm. Chẳng hạn, học sinh đĩng vai trị chu trình nước, xây dựng mơ hình phân tử nước, thiết kế các khái niệm liên quan đến nước và dung dịch. Hình 6. Mơ hình phản ứng hỗn hợp dung dịch AgNO3 và NaBr Từ đĩ sẽ thực hiện thí nghiệm phản ứng giữa dung dịch bạc nitrat và dung dịch natri bromua. Dùng kí hiệu trình bày cân bằng phản ứng trộn lẫn hỗn hợp hai dung dịch, kí hiệu trình bày bằng các hạt và giải thích kết quả trộn hỗn hợp dung dịch. 2.6. Phân tích đánh giá kết quả Kết quả xử lí số liệu thu được thơng qua phỏng vấn giáo viên, học sinh (237 học sinh) và bảng hỏi điều tra đánh giá của 40 giáo viên với các nhĩm tuổi nghề dạy học và tuổi đời khác nhau, bao gồm cả giáo viên dạy học hĩa học và giáo viên dạy học các mơn học khác và nhà quản lí giáo dục. Số năm kinh nghiệm dạy học được phân loại như sau: Giáo viên cĩ 0–5 năm kinh nghiệm dạy học, 6–10 năm kinh nghiệm dạy học, 11–15 năm kinh nghiệm dạy học, 16–20 năm kinh nghiệm dạy học. Kết quả thống kê với 75% số giáo viên dạy học hĩa học cĩ trên 5 năm kinh nghiệm dạy học chiếm lượng lớn số lượng giáo viên hĩa học tham gia khảo sát. Giáo viên dạy học hĩa học cĩ tuổi đời 25–30 tuổi chiếm 16%, độ tuổi 31–50 tuổi chiếm 76 %, độ tuổi 50–60 tuổi chiếm 6 % và độ tuổi trên 60 tuổi chiếm 2%. Bảng hỏi đánh giá dành cho giáo viên liên quan đến thực trạng dạy và học hĩa học, cũng giúp giáo viên nhận thấy ảnh hưởng tác dụng của năng lực kiến thức sư phạm trong dạy học hĩa học. Tương tự đối với bảng hỏi dành cho học sinh về thực tiễn dạy học và thái độ và nhận thức của học sinh về mơn hĩa học. Nâng cao kiến thức sư phạm cho giáo viên hĩa học ở trường phổ thơng bằng 138 Bảng 1. Tần suất (%) sử dụng các phương pháp, kĩ thuật khác nhau trong dạy học hĩa học sau khi được nâng cao về kiến thức năng lực sư phạm Phương pháp và kĩ thuật dạy học Trong mỗi bài học Trong hầu hết các bài học Trong một số bài học Trong một vài bài học Khơng bao giờ Tần suất trung bình Giáo viên giải thích 62,5 30,0 7,5 0,0 0,0 4,55 Giáo viên dùng các phương trình 0,0 35,0 45,0 17,5 2,5 4,13 Giáo viên sử dụng các sơ đồ 22,5 55,0 20,0 2,5 0,0 3,97 Giáo viên viết các ghi chép 30,0 22,5 30,0 15,0 2,5 3,62 Giáo viên vẽ các biểu đồ 20,0 25,0 47,5 5,0 2,5 3,55 Giáo viên biểu diễn thí nghiệm 10,0 37,5 32,5 20,0 0,0 3,37 Học sinh thảo luận nhĩm nhỏ 5,0 22,5 42,5 27,5 2,5 3,0 Học sinh thực hành thí nghiệm 2,5 30,0 35,0 25,0 7,5 2,95 Giáo viên sử dụng các biểu đồ thị 5,0 25,0 42,5 12,5 15,0 2,93 Giáo viên sử dụng biểu đồ khái niệm 5,0 27,5 20,0 30,0 17,5 2,72 Học sinh phát triển các sơ đồ 5,0 12,5 35,0 30,0 17,5 2,58 Học sinh tham gia đĩng vay 5,0 15,0 20,0 37,5 22,5 2,43 Học sinh đọc sách giáo khoa 2,5 20,0 22,5 25,0 30,0 2,40 Giáo viên sử dụng mơ hình 3D 2,5 12,5 27,5 30,0 27,5 2,32 Trong đĩ, tần suất: 5 = Trong mỗi bài học; 4 = Trong hầu hết bài học; 3 = Trong một số bài học; 2 = Trong một vài bài học; 1 = Khơng bao giờ đề tính tốn cho giá trị trung bình về tần suất. Kết quả phân tích bảng hỏi đánh giá dành cho giáo viên trước khi học nâng cao về năng lực kiến thức năng lực sư phạm cho thấy các phương pháp dạy học được nhắc đến nhiều nhất trong dạy học hĩa học là giáo viên giải thích, sử dụng các phương trình phản ứng, đồ thị hình vẽ, ghi chép, vẽ đồ thị và thí nghiệm. Trong khi phương pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm như thảo luận nhĩm, hoạt động thực hành, học sinh phát triển các sơ đồ tư duy lại ít được nhắc đến. Đặc biệt, phương pháp sử dụng mơ hình 3D cịn khơng được thường xuyên sử dụng. Kết quả (Bảng 1) chỉ ra rằng các phương pháp dạy học hĩa học lấy học sinh làm trung tâm được sử dụng hơn nhiều so với kết quả trước khi giáo viên được học nâng cao về kiến thức năng lực sư phạm. Các phương pháp dạy học dùng phương trình phản ứng, sơ đồ tư duy, mơ hình 3D, sơ đồ nhánh, bản đồ khái quát, hoạt động đĩng vai, trình diễn các thí nghiệm và các thảo luận nhĩm nhỏ được nhắc đến ngày nhiều hơn. Kết quả phù hợp với đánh giá học sinh của giáo viên bằng cách kiểm tra kiến thức hĩa học bằng các câu hỏi và trả lời miệng, bằng các bài kiểm tra sau khi học tập hồn thành một vấn đề hay tồn bộ chương trình năm học. Nguyễn Hữu Chung 139 3. Kết luận Kết quả phân tích số liệu định tính và định lượng đã xác định được thách thức chính trong việc dạy học hĩa học phổ thơng. Mức độ đánh giá tính khả thi và thực tiễn sử dụng các phương pháp dạy học sẽ nâng cao kiến thức sư phạm đối với giáo viên hĩa học. Cơ sở số liệu thu thập thơng qua phỏng vấn giáo viên, nghiên cứu các tình huống, giáo viên đã thay đổi quan niệm của mình về cách tiếp cận dạy học hĩa học cĩ hiệu quả, học sinh được tham gia thực hành hay khi minh họa một khái niệm hĩa học thơng qua mơ hình trực giác dễ hiểu. Dữ liệu thu được từ giáo viên và học sinh thơng qua hồn thành bảng hỏi chỉ ra rằng các phương pháp giảng dạy được nhắc đến nhiều nhất khi giáo viên giải thích các khái niệm, sử dụng phương trình, sơ đồ tư duy, mơ hình 3D, sơ đồ nhánh, bản đồ khái quát, hoạt động đĩng vai, trình diễn các thí nghiệm và thảo luận nhĩm nhỏ, cả lớp được áp dụng thường xuyên mang lại hiệu quả tích cực. Giáo viên nhận thấy tầm quan trọng của việc thu hút học sinh trong việc xây dựng kiến thức hơn là chỉ đơn giản là sao chép kiến thức cung cấp cho họ. Kết quả này khẳng định rằng các hoạt động chương trình giảng dạy cần khuyến khích học sinh làm việc theo nhĩm và tham gia các hoạt động cĩ nhiều thách thức và khám phá suy nghĩ gắn với các ngữ cảnh đích thực. Việc thay đổi các thức tiếp cận trong dạy học hĩa học, xây dựng kiến thức sư phạm đưa đến hoạt động cĩ tác dụng tích cực đến niềm tin của giáo viên và học sinh, mang lại thay đổi tích cực. Từ chỗ giáo viên chưa cĩ nhiều kiến thức năng lực sư phạm dùng để thu hút học sinh trong học tập, đến nay cĩ khả năng vận dụng những kiến thức năng lực sư phạm để thu hút học sinh tham gia học tập với hứng thú cao. Giáo viên cĩ thể vận dụng thành thạo các phương pháp và thiết bị trong dạy học, giúp học sinh cĩ hứng thú với mơn học và vận dụng được kiến thức đã học vào thực tiễn. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Adenekan, J.A., Adewopo, A., Ogunjobi, O.M., 2006. Strategies for effective teaching of physics. Journal of Educational Research and Development, Vol. 39, Số. 1, tr. 96-102. [2] Cochran, K.F., DeRuiter, J.A., King, R.A., 1993. Pedagogical content knowing: An integrative model for teacher preparation. Journal of Teacher Education, Vol. 44, tr. 263-271. [3] Baxter, P., Jack, S., 2008. Qualitative case study methodology: Study design and implementation for novice researchers. Qualitative Report, Vol. 13, Số. 4, tr. 544-559. [4] Cheng, M., Gilbert, J.K., 2009. Towards a better utilization of diagrams in research into the use of representative levels in chemical education In J. K. Gilbert and D. Treagust (Eds.), Multiple representation in chemical education, Vol. 4, tr. 55-73. [5] Garritz, A., 2013. Pedagogical Content Knowledge for dummies, Educaciĩn Química, Vol. 24, Số. 2, tr. 462-465. [6] Shulman, 1986. Those who understand: Knowledge growth in teaching. Educational Researcher, Vol. 15, tr. 4-14. [7] Tepner, O. Dollny, S., 2014. Measuring Chemistry Teachers’ Content Knowledge. Topics and Trends in Current Science Education, tr. 243-254. Nâng cao kiến thức sư phạm cho giáo viên hĩa học ở trường phổ thơng bằng 140 [8] William, R.V, 2004. Beliefs and knowledge in chemistry teacher development. International Journal of Science Education, Vol. 26, Số. 3, tr.329-351. [9] Păiși Lăzărescu Mihaela, 2015. Dimensions of teaching staff professional competences. Procedia – Social and Behavioral Sciences, Vol. 180, tr. 924-929. [10] Kunter, M., Baumert, J., Blum, W., Klusmann, U., Krauss, S., Neubrand, M., 2011. Professional competence of teachers. Results of the research program COACTIV, tr. 55-68. [11] Martina Strübe, Holger Trưger, Oliver Tepner, Elke Sumfleth, 2014. Development of a Pedagogical Content Knowledge test of chemistry language and models. Educaciĩn Química. Vol. 25, Số 3, tr. 380-390. [12] Bộ giáo dục & Đào tạo, 2010. Tài liệu tập huấn Triển khai chuẩn nghề nghiệp Giáo viên THCS, Giáo viên THPT. [13] Bộ giáo dục & Đào tạo, 2017. Chương trình giáo dục phổ thơng, Chương trình tổng thể. [14] Aysem Seda Onena, Fatma Merve Ulusoya, 2012. The effects of academic motivations of secondary school students on their attitudes towards the chemistry course. Procedia – Social and Behavioral Sciences Vol. 46, tr. 5397-5401. [15] Yucel, S., 2007. An analysis of the factors affecting student achievement in chemistry lessons. World Applied Sciences Journal. Vol. 2, tr. 712-722. [16] Jaime Andres Bayona, Delio Ignacio Castaneda, 2017. Influence of personality and motivation on case method Teaching. The International Journal of Management Education. Vol. 15, tr. 409-428. ABSTRACT Enhancing pedagogical knowledge for high schools teacher by using multiple methods in teaching chemistry Nguyen Huu Chung University of Education – Vietnam National University, Hanoi This study forcussed on enhancing pedagogical knowledge for high school teachers by using multiple representations to encourage students in learning chemistry. A mixed method approach that included descriptive and interpretive methods was applied through a professional learning program of the rate of reactions and collision theory, and water pollution and solubility concepts by using various representations such as concept maps, particulate representations, graphs, role– plays, flowcharts, and 3D physical models. Consequently, the teacher's pedagogical capacity is improved remarkably. The qualitative data were collected from teacher and student interviews, focus and direct observation of group discussions. Quantitative data were collected through questionnaires administered to both participating teachers and students. These data matched with the findings. Keywords: Pedagogical knowledge, quality of teaching, chemisty, interest in chemistry, pedagogical capacity.