Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên: Thiết kế một số thí nghiệm quy mô nhỏ trong dạy học chủ đề “Chất và sự biến đổi của chất” môn Khoa học tự nhiên ở trường trung học cơ sở

Trong bối cảnh giáo dục hiện đại đề cao việc phát triển năng lực cho học sinh, môn Khoa học tự nhiên (KHTN) cấp Trung học cơ sở đòi hỏi sự tham gia thực hành tích cực. Tuy nhiên, việc tổ chức các thí nghiệm truyền thống thường gặp phải nhiều thách thức về chi phí, an toàn và quản lý chất thải. Thí nghiệm quy mô nhỏ, hay Microscale Chemistry (SSC), nổi lên như một giải pháp hiệu quả để khắc phục những hạn chế này, mang lại khả năng thực hiện thí nghiệm với lượng hóa chất và dụng cụ tối thiểu, đảm bảo an toàn hơn và tiết kiệm tài nguyên. Mặc dù SSC đã được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi ở cấp trung học phổ thông, nhưng việc thiết kế và triển khai cụ thể cho chủ đề “Chất và sự biến đổi của chất” trong môn KHTN ở trường THCS tại Việt Nam vẫn còn hạn chế. Đề tài này nhằm mục đích lấp đầy khoảng trống đó, qua việc thiết kế một bộ các thí nghiệm quy mô nhỏ phù hợp, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học KHTN.

Giáo viên và nhà quản lý giáo dục môn Khoa học tự nhiên cấp Trung học cơ sở, sinh viên ngành Sư phạm Khoa học tự nhiên, và các nhà nghiên cứu quan tâm đến phương pháp dạy học thực nghiệm.

Báo cáo này trình bày chi tiết về việc thiết kế các thí nghiệm quy mô nhỏ (Microscale Chemistry – MSC) cho chủ đề “Chất và sự biến đổi của chất” trong môn Khoa học tự nhiên (KHTN) ở trường Trung học cơ sở (THCS), đặc biệt cho khối lớp 8 và 9. Nghiên cứu bắt đầu bằng việc đặt ra cơ sở lý luận về vai trò và khái niệm của thí nghiệm trong dạy học KHTN, đồng thời tổng quan về lịch sử phát triển và ứng dụng của MSC trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Các đặc trưng cơ bản của MSC, bao gồm việc sử dụng lượng hóa chất ít, dụng cụ đơn giản và dễ tái chế, cùng với những ưu điểm nổi bật như tiết kiệm chi phí, tăng cường an toàn, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và khuyến khích kỹ năng quan sát, được phân tích kỹ lưỡng. Bên cạnh đó, báo cáo cũng thẳng thắn chỉ ra những hạn chế của MSC, như khả năng quan sát hạn chế đối với một số phản ứng hoặc sự không phù hợp với các phản ứng yêu cầu nhiệt độ cao. Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc khảo sát thực trạng, nghiên cứu lý thuyết để hệ thống hóa các thí nghiệm hiện có trong sách giáo khoa, và đặc biệt là quy trình thiết kế chi tiết 16 thí nghiệm quy mô nhỏ mới, cùng với các hướng dẫn sử dụng dụng cụ thay thế từ vật liệu tái chế. Giá trị ứng dụng của đề tài nằm ở việc cung cấp một bộ công cụ thực hành khoa học tiên tiến, giúp giáo viên và học sinh THCS dễ dàng tiếp cận các thí nghiệm hóa học một cách an toàn, hiệu quả và bền vững hơn, từ đó nâng cao chất lượng giáo dục KHTN và phát triển năng lực khoa học cho học sinh theo định hướng đổi mới chương trình.