Tích hợp các phần mềm và AI trong thiết kế mô phỏng 3D – thí nghiệm ảo Hóa học

- 0 / 0
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Hoàng Trọng Kỳ Anh
Ngày gửi: 13h:56' 16-03-2026
Dung lượng: 10.2 MB
Số lượt tải: 21
Nguồn:
Người gửi: Hoàng Trọng Kỳ Anh
Ngày gửi: 13h:56' 16-03-2026
Dung lượng: 10.2 MB
Số lượt tải: 21
Số lượt thích:
0 người
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Trung Tâm Giáo Dục Thường Xuyên Chu Văn An
SÁNG KIẾN
TÍCH HỢP CÁC PHẦN MỀM VÀ AI TRONG THIẾT KẾ
MÔ PHỎNG 3D – THÍ NGHIỆM ẢO HÓA HỌC GIÚP
PHÁT TRIỂN KỸ NĂNG THỰC HÀNH CHO HỌC SINH
Gi áoviên thực hiện:
Bộ môn: Hóa học
MỤC LỤC
I. ĐẶT VẤN ĐỀ..................................................................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài..................................................................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu...........................................................................................................................................2
3. Đối tượng nghiên cứu..........................................................................................................................................2
4. Giới hạn phạm vi..................................................................................................................................................2
5. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................................................................2
6. Thời gian thực hiện..............................................................................................................................................3
II. CƠ SỞ ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ....................................................................................................................................3
1. Cơ sở lí luận..........................................................................................................................................................3
1.1. Đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực.............3
1.2. Dạy học Hóa học qua thí nghiệm và mô phỏng.............................................3
1.3. Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong giáo dục...............................................4
1.4. Phát triển năng lực học sinh qua thí nghiệm ảo và AI....................................5
2. Thực trạng............................................................................................................................................................5
2.1. Thuận lợi.........................................................................................................5
2.2. Khó khăn........................................................................................................6
2.3. Khảo sát thực trạng.........................................................................................6
3. Giải quyết vấn đề.................................................................................................................................................9
3.1. Ứng dụng PhET Interactive Simulations trong tạo các mô phỏng 3D...........9
3.2. Ứng dụng Mozabook trong trong giảng dạy Hóa học..................................15
3.3. Ứng dụng Yenka trong thiết kế thí nghiệm ảo.............................................19
3.4. Ứng dụng Gemini AI trong tạo mô phỏng, thí nghiêm ảo...........................22
IV. TỔ CHỨC THỰC HIỆN VÀ KẾT QUẢ..........................................................................................................................26
V. KẾT LUẬN..................................................................................................................................................................30
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................................................32
PHỤ LỤC........................................................................................................................................................................33
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lý do chọn đề tài
Trong bối cảnh chuyển đổi số đang diễn ra mạnh mẽ trên toàn cầu, giáo dục
phổ thông Việt Nam đứng trước yêu cầu phải đổi mới để đào tạo nên thế hệ học
sinh có tư duy khoa học, khả năng thích ứng và làm chủ công nghệ. Nghị quyết số
29-NQ/TW khẳng định nhiệm vụ đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo,
trong đó nhấn mạnh việc ứng dụng công nghệ hiện đại và đổi mới phương pháp
dạy học nhằm phát triển năng lực người học. Trên tinh thần đó, Chương trình Giáo
dục phổ thông 2018 đã được triển khai, định hướng rõ ràng việc chuyển từ “dạy
học truyền thụ kiến thức” sang “dạy học phát triển năng lực”, đặc biệt đối với các
môn thuộc lĩnh vực Khoa học tự nhiên.
Hóa học là môn học có tính thực nghiệm cao. Mỗi kiến thức lý thuyết đều
gắn liền với các hiện tượng, phản ứng và quá trình có thể quan sát, đo lường và
kiểm chứng thông qua thí nghiệm. Chính vì vậy, để học sinh hiểu bản chất, hình
thành tư duy khoa học và phát triển năng lực hóa học, các hoạt động thực hành
đóng vai trò không thể thiếu. Tuy nhiên, thực tiễn tại nhiều cơ sở giáo dục cho thấy
phòng thí nghiệm còn thiếu thốn, hóa chất và dụng cụ hạn chế, một số thí nghiệm
tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn hoặc khó triển khai cho toàn bộ học sinh. Điều này
làm giảm cơ hội trải nghiệm, hạn chế khả năng quan sát, phân tích và thực hành
của các em.
Sự phát triển của công nghệ mô phỏng và thí nghiệm ảo mở ra hướng đi mới
cho giáo dục Hóa học trong bối cảnh đó. Các phần mềm mô phỏng và thí nghiệm
ảo có khả năng tái hiện chính xác cấu trúc phân tử, phản ứng và hiện tượng hóa
học dưới dạng mô hình trực quan, sinh động. Môi trường ảo cho phép học sinh
thao tác nhiều lần, điều chỉnh các tham số, quan sát quá trình xảy ra trong thời gian
thực và tự kiểm chứng kết quả mà không phụ thuộc vào điều kiện vật chất. Đây là
cách tiếp cận mới, hiện đại, góp phần khắc phục hạn chế của thực nghiệm truyền
thống, đồng thời tạo động lực, tăng hứng thú học tập, và thúc đẩy khả năng khám
phá, sáng tạo của học sinh.
Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học, từ đặc thù môn Hóa học
và từ nhu cầu cấp thiết nâng cao năng lực hóa học cho học sinh trong thời đại công
nghệ số, tôi lựa chọn triển khai đề tài: “Tích hợp các phần mềm và AI trong thiết
kế mô phỏng 3D – thí nghiệm ảo Hoá học giúp phát triển kỹ năng thực hành
cho học sinh”. Đề tài hướng đến việc tạo ra một môi trường học tập trực quan, an
toàn, hiệu quả; giúp học sinh không chỉ nắm được kiến thức mà còn được thực
Trang 1
hành, trải nghiệm, phân tích và vận dụng. Đây cũng là bước cần thiết để đưa công
nghệ vào giảng dạy Hóa học, góp phần xây dựng lớp học hiện đại, sáng tạo và phù
hợp với định hướng phát triển năng lực của chương trình giáo dục hiện hành.
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của nghiên cứu này là khai thác và ứng dụng hiệu quả các phần
mềm mô phỏng và thí nghiệm ảo trong dạy học Hóa học, nhằm tạo ra môi trường
học tập trực quan, sinh động và an toàn cho học sinh. Thông qua việc sử dụng mô
phỏng, thí nghiệm ảo, các phản ứng và hiện tượng hóa học được tái hiện rõ ràng,
giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách dễ hiểu, nắm bản chất sâu sắc hơn và hạn
chế học vẹt.
Nghiên cứu hướng đến việc phát triển năng lực thực hành cho học sinh, đặc
biệt là các kỹ năng cốt lõi như quan sát khoa học, phân tích và xử lý thông tin, dự
đoán, kiểm chứng và rút ra kết luận. Đồng thời, việc triển khai thí nghiệm ảo tạo
điều kiện để học sinh được thực hành nhiều hơn, thử nghiệm nhiều tình huống
khác nhau mà không bị giới hạn bởi thiết bị, hóa chất hay thời gian trên lớp.
Bên cạnh đó, đề tài cũng nhằm hỗ trợ giáo viên đổi mới phương pháp dạy
học theo định hướng phát triển năng lực, tận dụng công nghệ số để nâng cao hiệu
quả truyền đạt, tăng tính hấp dẫn và giảm áp lực về cơ sở vật chất thí nghiệm. Qua
đó, việc dạy học Hóa học trở nên hiện đại hơn, phù hợp với yêu cầu chuyển đổi số
trong giáo dục và định hướng của Chương trình GDPT 2018.
3. Đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng: Ứng dụng các phần mềm và AI tạo thí nghiệm ảo trong dạy học
Hóa học nhằm phát triển kỹ năng thực hành cho học sinh.
- Khách thể: Học sinh và giáo viên dạy môn Hóa học.
4. Giới hạn phạm vi
Một số bài học trong chương trình môn Hóa học bậc Trung học phổ thông
có thí nghiệm hoặc cần mô phỏng hiện tượng.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu tài liệu: Thu thập, đọc và phân tích các tài liệu, công trình liên
quan đến bài giảng 3D, thí nghiệm ảo và phương pháp dạy học Hóa học.
- Điều tra, khảo sát: Tìm hiểu thực trạng học tập phần Hóa học 10 và mong
muốn của học sinh trong quá trình học tập.
- Thực nghiệm sư phạm: Thiết kế, tổ chức một số bài dạy có ứng dụng bài
giảng 3D và thí nghiệm ảo.
Trang 2
- Quan sát, theo dõi: Ghi nhận mức độ tham gia, hứng thú và kỹ năng thực
hành của học sinh trong quá trình học tập.
- Thống kê, phân tích số liệu: Xử lý và so sánh kết quả học tập để đánh giá
hiệu quả của giải pháp.
6. Thời gian thực hiện
Thời gian nghiên cứu, tìm hiểu các phần mềm mô phỏng 3D – thí nghiệm
ảo, thực nghiệm sư phạm và tiến hành khảo sát học sinh được thực hiện trong hai
năm học 2024–2025 và 2025–2026.
II. CƠ SỞ ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1. Cơ sở lí luận
1.1. Đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực
Giáo dục phổ thông hiện nay hướng đến mục tiêu phát triển phẩm chất và
năng lực người học theo tinh thần của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018.
Người học không chỉ tiếp thu tri thức một cách thụ động mà cần được trang bị
năng lực tự học, sáng tạo, hợp tác và vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Đây là định
hướng cốt lõi của nền giáo dục hiện đại, chuyển trọng tâm từ “dạy cái gì” sang
“dạy như thế nào” và “dạy để làm gì”, nhằm giúp học sinh có khả năng thích ứng
với sự thay đổi nhanh chóng của xã hội trong thời đại công nghệ số.
Theo quan điểm của lý luận dạy học hiện đại, đặc biệt là thuyết kiến tạo
(Constructivism), tri thức không phải là những thông tin được truyền đạt một chiều
từ giáo viên sang học sinh mà là kết quả của quá trình tự kiến tạo thông qua hoạt
động tư duy và tương tác của người học với môi trường. Trong khi đó, thuyết học
tập trải nghiệm (Experiential Learning) nhấn mạnh rằng việc học đạt hiệu quả cao
nhất khi người học được trải nghiệm, khám phá, phản tư và rút ra tri thức cho
chính mình. Hai lý thuyết này cùng khẳng định vai trò chủ động của người học
trong việc chiếm lĩnh tri thức.
1.2. Dạy học Hóa học qua thí nghiệm và mô phỏng
Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, trong đó thí nghiệm giữ vai trò trung
tâm trong việc hình thành tri thức và phát triển tư duy khoa học cho học sinh. Qua
hoạt động thí nghiệm, học sinh có cơ hội quan sát hiện tượng, thu thập dữ liệu,
phân tích, khái quát hóa và rút ra quy luật của các phản ứng hóa học. Thí nghiệm
không chỉ giúp củng cố kiến thức lý thuyết mà còn rèn luyện cho học sinh tính cẩn
thận, tư duy logic và phương pháp nghiên cứu khoa học – những phẩm chất cần
thiết trong học tập và cuộc sống.
Trang 3
Tuy nhiên, trong thực tiễn giảng dạy ở trường phổ thông, việc tổ chức thí
nghiệm thật thường gặp nhiều khó khăn. Nhiều cơ sở giáo dục còn thiếu dụng cụ,
hóa chất, phòng thí nghiệm đạt chuẩn; bên cạnh đó, vấn đề an toàn, thời gian tiết
học ngắn và chi phí bảo trì thiết bị cũng là những rào cản lớn. Chính vì vậy, việc áp
dụng các công cụ mô phỏng và thí nghiệm ảo trở thành giải pháp hữu hiệu, vừa
đảm bảo tính trực quan và an toàn, vừa giúp giáo viên linh hoạt trong dạy học.
Theo các nghiên cứu của Cao Cự Giác (2014), việc sử dụng thí nghiệm ảo
trong dạy học Hóa học mang lại nhiều lợi ích: giúp học sinh hình dung được các
quá trình vi mô, quan sát những hiện tượng khó hoặc nguy hiểm khi làm thật, củng
cố kiến thức và phát triển các năng lực khoa học như quan sát, phân tích, dự đoán
và giải thích hiện tượng. Đặc biệt, thí nghiệm ảo còn tạo cơ hội để học sinh lặp lại
và điều chỉnh thao tác, từ đó hình thành năng lực tự học, tự nghiên cứu một cách
linh hoạt.
Thí nghiệm ảo không thay thế hoàn toàn thí nghiệm thật, mà đóng vai trò bổ
trợ và mở rộng không gian học tập. Học sinh có thể tiến hành thí nghiệm ảo mọi
lúc, mọi nơi, thông qua các phần mềm hoặc nền tảng trực tuyến, giúp đa dạng hóa
hình thức học tập, khắc sâu kiến thức và phát huy tối đa khả năng tự học, khám phá
và sáng tạo. Việc kết hợp hài hòa giữa thí nghiệm thật và thí nghiệm ảo chính là
hướng đi tất yếu của giáo dục Hóa học trong thời kỳ chuyển đổi số.
1.3. Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong giáo dục
Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence – AI) là một lĩnh vực công nghệ tiên
tiến mô phỏng khả năng tư duy, học hỏi và sáng tạo của con người, cho phép máy
móc thực hiện các hoạt động nhận thức, phân tích và ra quyết định tương tự như
con người. Trong giáo dục, AI đang trở thành công cụ đắc lực giúp đổi mới
phương pháp dạy học, hỗ trợ cả giáo viên lẫn học sinh trong quá trình dạy – học và
đánh giá.
Việc kết hợp AI vào dạy học Hóa học mở ra khả năng tái hiện các phản ứng
hóa học dưới dạng mô phỏng sinh động, an toàn, chính xác và có tính tương tác
cao, giúp học sinh dễ dàng hiểu bản chất hiện tượng, đồng thời kích thích tư duy
sáng tạo và niềm say mê nghiên cứu khoa học. Đây chính là hình thức AI hỗ trợ
dạy học khám phá, xu hướng hiện đại được nhiều quốc gia tiên tiến áp dụng nhằm
nâng cao chất lượng giáo dục, phát triển năng lực tự học và tư duy phản biện cho
học sinh trong thời đại số.
Trang 4
1.4. Phát triển năng lực học sinh qua thí nghiệm ảo và AI
Việc tổ chức hoạt động học tập với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo (AI) không
chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức Hóa học mà còn góp phần phát triển toàn
diện các năng lực cốt lõi như tư duy khoa học, giải quyết vấn đề, sáng tạo và hợp
tác. Thông qua môi trường học tập có tính tương tác cao, học sinh không còn là
người tiếp nhận thụ động mà trở thành chủ thể tích cực trong quá trình khám phá
và kiến tạo tri thức.
Khi được quan sát, thao tác, dự đoán và tự kiểm chứng hiện tượng trong thí
nghiệm ảo, học sinh dần hình thành chuỗi năng lực học tập quan trọng. Thứ nhất,
năng lực nhận thức hóa học được phát triển khi các em hiểu bản chất, quy luật và
cơ chế của phản ứng thông qua quá trình mô phỏng và phân tích. Thứ hai, năng lực
thực hành và sử dụng công nghệ được củng cố khi học sinh biết khai thác và vận
hành các công cụ AI, phần mềm mô phỏng, thiết bị ảo để quan sát hiện tượng và
thu thập dữ liệu. Thứ ba, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo được kích thích
khi học sinh đặt ra giả thuyết, dự đoán kết quả, thử nghiệm nhiều tình huống khác
nhau và tự rút ra kết luận khoa học. Cuối cùng, năng lực giao tiếp và hợp tác cũng
được phát triển thông qua việc trao đổi, thảo luận và chia sẻ kết quả.
Việc hình thành và phát triển các năng lực nói trên hoàn toàn phù hợp với
mục tiêu tổng thể của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, trong đó nhấn mạnh
việc phát triển phẩm chất, năng lực người học và năng lực công nghệ số. Đồng
thời, nó cũng đáp ứng yêu cầu của xã hội hiện đại – nơi con người cần biết ứng
dụng công nghệ để tư duy, sáng tạo và thích ứng linh hoạt với những thay đổi
nhanh chóng của thời đại trí tuệ nhân tạo.
2. Thực trạng
2.1. Thuận lợi
Việc ứng dụng phần mềm mô phỏng và thí nghiệm ảo trong dạy học Hóa
học mang lại nhiều thuận lợi, tạo nền tảng thuận lợi cho việc đổi mới phương pháp
giảng dạy theo định hướng phát triển năng lực học sinh.
- Sự quan tâm và hỗ trợ từ nhà trường: Nhiều trường THPT đã chú trọng đầu
tư cơ sở vật chất phục vụ dạy học số, bao gồm máy tính, máy chiếu, đường truyền
Internet và các phần mềm phục vụ giảng dạy. Sự hỗ trợ này giúp giáo viên có điều
kiện thuận lợi để tiếp cận, khai thác và triển khai các phần mềm mô phỏng, thí
nghiệm ảo trong quá trình dạy học Hóa học.
- Tinh thần đổi mới của giáo viên: Giáo viên chủ động tiếp cận công nghệ,
tìm hiểu và vận dụng các phần mềm mô phỏng, thí nghiệm ảo nhằm tăng tính trực
Trang 5
quan và hiệu quả truyền đạt. Việc được tham gia các lớp bồi dưỡng chuyên môn,
tập huấn ứng dụng công nghệ số góp phần nâng cao năng lực thiết kế bài học.
- Khả năng tiếp cận công nghệ của học sinh tốt: Học sinh hiện nay đã quen
thuộc với thiết bị số và môi trường học tập trực tuyến, nên dễ dàng thích nghi với
các bài học có sử dụng mô phỏng 3D hoặc thí nghiệm ảo. Việc học thông qua các
mô phỏng sinh động giúp các em hứng thú hơn, dễ tiếp thu kiến thức trừu tượng,
đồng thời củng cố tư duy khoa học.
- Tăng cường sự trực quan và an toàn khi học: Thí nghiệm ảo và mô phỏng
cho phép học sinh quan sát những hiện tượng khó tiến hành trong thực tế do hạn
chế về hóa chất, dụng cụ hoặc tính an toàn. Công nghệ giúp tái hiện quá trình hóa
học rõ ràng, giúp học sinh hiểu sâu bản chất mà không phụ thuộc vào điều kiện
phòng thí nghiệm.
- Hỗ trợ cá nhân hóa việc học: Các phần mềm mô phỏng thường tích hợp
chức năng điều chỉnh thông số, cho phép học sinh học theo tốc độ riêng, thử
nghiệm nhiều tình huống khác nhau và tự kiểm chứng kết quả. Điều này giúp nâng
cao tính chủ động, tự học và phát triển năng lực thực hành hóa học bền vững.
2.2. Khó khăn
Bên cạnh những thuận lợi, việc ứng dụng phần mềm mô phỏng và thí
nghiệm ảo trong dạy học Hóa học vẫn tồn tại một số khó khăn cần được nhận diện
và khắc phục để nâng cao hiệu quả triển khai.
- Hạn chế về năng lực công nghệ của giáo viên: Không phải tất cả giáo viên
đều có kỹ năng thành thạo trong việc sử dụng phần mềm mô phỏng hoặc thiết kế
thí nghiệm ảo. Nhiều giáo viên chưa được tập huấn chuyên sâu về các nền tảng mô
phỏng hóa học, dẫn đến lúng túng trong thao tác, khai thác và tích hợp vào bài dạy.
Điều này làm giảm hiệu quả khi triển khai và gây tâm lý e dè trong việc đổi mới
phương pháp.
- Sự e ngại trong quá trình tiếp cận công nghệ mới: Một bộ phận giáo viên
còn lo ngại rằng việc sử dụng mô phỏng và thí nghiệm ảo đòi hỏi nhiều thời gian
tìm hiểu, dễ gặp lỗi kỹ thuật hoặc khó duy trì trong thời gian dài. Tâm lý sợ thay
đổi khiến họ ưu tiên duy trì phương pháp dạy học quen thuộc, làm hạn chế việc áp
dụng giải pháp công nghệ hiện đại.
2.3. Khảo sát thực trạng
Để đánh giá cụ thể hơn về thực trạng cơ sở vật chất và việc tổ chức thí
nghiệm tại các trường, chúng tôi đã tiến hành khảo sát tại một số trường THPT
trong khu vực. Cụ thể:
Trang 6
Bảng 1. Thực trạng về cơ sở vật chất và việc tổ chức thí nghiệm
Tiêu chí khảo sát
Tỷ lệ (%)
Phòng thí nghiệm Hóa học
100%
Đầy đủ trang thiết bị thí nghiệm cơ bản
80%
Đầy đủ hóa chất cơ bản
80%
Trang thiết bị thí nghiệm được bảo trì và thay thế kịp thời
30%
Khả năng tổ chức thí nghiệm theo yêu cầu chương trình
50%
Trang thiết bị bảo vệ (kính bảo hộ, găng tay, mặt nạ phòng độc)
20%
Có thể thực hiện phản ứng hóa học nguy hiểm
10%
Từ kết quả khảo sát, có thể thấy rằng việc tổ chức thí nghiệm trong giảng
dạy Hóa học tại các trường phổ thông hiện nay vẫn còn nhiều hạn chế. Mặc dù
100% các trường tham gia khảo sát đều có phòng thí nghiệm Hóa học, nhưng chỉ
có 80% trường được trang bị đầy đủ các thiết bị thí nghiệm cơ bản và hóa chất.
Tuy nhiên, việc bảo trì và thay thế trang thiết bị không được thực hiện kịp thời, chỉ
có 30% các trường có thể bảo trì và thay thế thiết bị khi cần thiết. Điều này dẫn
đến tình trạng thiết bị hỏng hóc, ảnh hưởng đến chất lượng giảng dạy và khả năng
thực hành thí nghiệm của học sinh. Bên cạnh đó, mặc dù 50% các trường có khả
năng tổ chức thí nghiệm theo yêu cầu chương trình, nhưng vẫn còn một số trường
gặp khó khăn trong việc thực hiện các thí nghiệm phức tạp hoặc yêu cầu trang thiết
bị đặc biệt.
Một vấn đề quan trọng khác là trang thiết bị bảo vệ và việc thực hiện các thí
nghiệm nguy hiểm. Chỉ có 20% các trường có đầy đủ kính bảo hộ, găng tay, và
mặt nạ phòng độc để đảm bảo an toàn cho học sinh trong các thí nghiệm thực tế.
Điều này gây ra rủi ro lớn cho học sinh khi tham gia các thí nghiệm hóa học có
tính chất nguy hiểm. Hơn nữa, chỉ 10% các trường có thể thực hiện các phản ứng
hóa học nguy hiểm, điều này làm giảm khả năng học sinh tiếp cận và hiểu rõ các
phản ứng quan trọng trong Hóa học. Tình trạng thiếu cơ sở vật chất và trang thiết
bị này cần được khắc phục để nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập môn Hóa
học.
Tôi cũng đã tiến hành khảo sát thực tế trên 86 học sinh lớp 11 bằng phiếu
khảo sát gồm 4 câu hỏi nhằm đánh giá mức độ hứng thú, khả năng hiểu bài và nhu
cầu học tập Hóa học thông qua mô phỏng hoặc thí nghiệm ảo. Kết quả khảo sát thu
được như bảng sau:
Bảng 2. Mong muốn của học sinh về quá trình học tập môn Hóa học
Trang 7
Mức độ
Số phiếu
Tỉ lệ %
Câu 1. Mức độ yêu thích đối với môn Hóa học hiện tại của em là?
Rất thích
12
14,0%
Thích
21
24,4%
Bình thường
47
54,7%
Không thích
6
7,0%
Câu 2. Trong các tiết học Hóa học ở trường, em có thường xuyên được các thầy
cô sử dụng mô phỏng, thí nghiệm ảo để minh họa bài giảng không?
Thường xuyên
0
0,0%
Thỉnh thoảng
9
10,5%
Ít khi
52
60,5%
Chưa bao giờ
25
29,1%
Câu 3. Em đã gặp những khó khăn gì trong quá trình học tập môn Hóa học?
Khó hiểu các khái niệm trừu tượng
49
57,0%
Không thể hình dung các quá trình Hóa học phức tạp
50
58,1%
Các bài giảng quá khô khan, thiếu tính sinh động
71
82,6%
Không thể áp dụng kiến thức vào thực tế
32
37,2%
Câu 4. Em mong muốn thầy cô hỗ trợ thêm gì cho quá trình học tập của em?
Cung cấp thêm tài liệu học tập
30
34,9%
Tổ chức nhiều buổi thực hành, thí nghiệm
16
18,6%
Xây dựng bài giảng sinh động hơn
75
87,2%
Giúp giải quyết các vấn đề về bài tập khó
6
7,0%
Kết quả khảo sát 86 học sinh cho thấy mức độ yêu thích môn Hóa học chỉ ở
mức trung bình. Cụ thể, 54,7% học sinh đánh giá “bình thường”, 24,4% “thích” và
chỉ 14,0% “rất thích”, trong khi 7,0% cho biết “không thích”. Một trong những
nguyên nhân chính là việc học sinh ít được tiếp cận các hình thức học trực quan.
Có tới 60,5% cho biết “ít khi” được học qua mô phỏng hoặc thí nghiệm ảo và
29,1% khẳng định “chưa bao giờ” được trải nghiệm các hình thức này. Điều này
cho thấy việc ứng dụng công nghệ trong dạy học Hóa học tại trường còn hạn chế,
khiến học sinh khó hình dung bản chất các hiện tượng và giảm hứng thú học tập.
Trang 8
Về khó khăn trong quá trình học, 82,6% học sinh nhận xét bài giảng còn
“khô khan, thiếu tính sinh động”, 58,1% gặp khó khăn khi hình dung các quá trình
hóa học phức tạp và 57,0% cho rằng các khái niệm trừu tượng khó tiếp thu. Khi
được hỏi về mong muốn hỗ trợ, 87,2% học sinh đề nghị giáo viên xây dựng bài
giảng sinh động hơn thông qua hình ảnh, video hoặc mô phỏng ảo; 34,9% mong
được cung cấp thêm tài liệu học tập và 18,6% mong muốn có nhiều buổi thực hành
– thí nghiệm hơn. Những kết quả này cho thấy nhu cầu đổi mới phương pháp dạy
học theo hướng tăng cường mô phỏng, thí nghiệm ảo và ứng dụng công nghệ số là
rất cần thiết để nâng cao hứng thú, khả năng tiếp thu và năng lực thực hành của học
sinh.
3. Giải quyết vấn đề
3.1. Ứng dụng PhET Interactive Simulations trong tạo các mô phỏng 3D
Để bắt đầu sử dụng PhET Interactive Simulations, giáo viên và học sinh cần
thực hiện các bước sau đây:
- Bước 1. Truy cập trang web PhET Interactive Simulations.
Hình 1. Giao diện trang web của PhET Interactive Simulations
- Bước 2. Tại trang chủ, chọn thay đổi ngôn ngữ sang tiếng Việt.
Trang 9
Hình 2. Chọn ngôn ngữ trên trang chủ PhET Interactive Simulations
- Bước 3. Tại trang chủ của công cụ PhET Interactive Simulations, ấn vào
biểu tượng tìm kiếm (hình kính lúp), tìm kiếm các mô phỏng theo từ khóa phù hợp.
Hình 3. Ấn vào tìm kiếm mô phỏng theo từ khóa
Hoặc giáo viên có thể chọn mô phỏng theo chủ đề (các phân môn Vật lí, Hóa
học, Sinh học) đã được phân loại sẵn và tìm kiếm mô phỏng phù hợp.
Trang 10
Hình 4. Chọn mô phỏng theo chủ đề
- Bước 4. Sau khi lựa chọn được mô phỏng phù hợp, giáo viên nhấp vào mô
phỏng muốn sử dụng. Trang mô phỏng sẽ hiển thị thông tin chi tiết về mô phỏng
đó, bao gồm mô tả, các k
Trung Tâm Giáo Dục Thường Xuyên Chu Văn An
SÁNG KIẾN
TÍCH HỢP CÁC PHẦN MỀM VÀ AI TRONG THIẾT KẾ
MÔ PHỎNG 3D – THÍ NGHIỆM ẢO HÓA HỌC GIÚP
PHÁT TRIỂN KỸ NĂNG THỰC HÀNH CHO HỌC SINH
Gi áoviên thực hiện:
Bộ môn: Hóa học
MỤC LỤC
I. ĐẶT VẤN ĐỀ..................................................................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài..................................................................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu...........................................................................................................................................2
3. Đối tượng nghiên cứu..........................................................................................................................................2
4. Giới hạn phạm vi..................................................................................................................................................2
5. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................................................................2
6. Thời gian thực hiện..............................................................................................................................................3
II. CƠ SỞ ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ....................................................................................................................................3
1. Cơ sở lí luận..........................................................................................................................................................3
1.1. Đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực.............3
1.2. Dạy học Hóa học qua thí nghiệm và mô phỏng.............................................3
1.3. Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong giáo dục...............................................4
1.4. Phát triển năng lực học sinh qua thí nghiệm ảo và AI....................................5
2. Thực trạng............................................................................................................................................................5
2.1. Thuận lợi.........................................................................................................5
2.2. Khó khăn........................................................................................................6
2.3. Khảo sát thực trạng.........................................................................................6
3. Giải quyết vấn đề.................................................................................................................................................9
3.1. Ứng dụng PhET Interactive Simulations trong tạo các mô phỏng 3D...........9
3.2. Ứng dụng Mozabook trong trong giảng dạy Hóa học..................................15
3.3. Ứng dụng Yenka trong thiết kế thí nghiệm ảo.............................................19
3.4. Ứng dụng Gemini AI trong tạo mô phỏng, thí nghiêm ảo...........................22
IV. TỔ CHỨC THỰC HIỆN VÀ KẾT QUẢ..........................................................................................................................26
V. KẾT LUẬN..................................................................................................................................................................30
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................................................32
PHỤ LỤC........................................................................................................................................................................33
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lý do chọn đề tài
Trong bối cảnh chuyển đổi số đang diễn ra mạnh mẽ trên toàn cầu, giáo dục
phổ thông Việt Nam đứng trước yêu cầu phải đổi mới để đào tạo nên thế hệ học
sinh có tư duy khoa học, khả năng thích ứng và làm chủ công nghệ. Nghị quyết số
29-NQ/TW khẳng định nhiệm vụ đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo,
trong đó nhấn mạnh việc ứng dụng công nghệ hiện đại và đổi mới phương pháp
dạy học nhằm phát triển năng lực người học. Trên tinh thần đó, Chương trình Giáo
dục phổ thông 2018 đã được triển khai, định hướng rõ ràng việc chuyển từ “dạy
học truyền thụ kiến thức” sang “dạy học phát triển năng lực”, đặc biệt đối với các
môn thuộc lĩnh vực Khoa học tự nhiên.
Hóa học là môn học có tính thực nghiệm cao. Mỗi kiến thức lý thuyết đều
gắn liền với các hiện tượng, phản ứng và quá trình có thể quan sát, đo lường và
kiểm chứng thông qua thí nghiệm. Chính vì vậy, để học sinh hiểu bản chất, hình
thành tư duy khoa học và phát triển năng lực hóa học, các hoạt động thực hành
đóng vai trò không thể thiếu. Tuy nhiên, thực tiễn tại nhiều cơ sở giáo dục cho thấy
phòng thí nghiệm còn thiếu thốn, hóa chất và dụng cụ hạn chế, một số thí nghiệm
tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn hoặc khó triển khai cho toàn bộ học sinh. Điều này
làm giảm cơ hội trải nghiệm, hạn chế khả năng quan sát, phân tích và thực hành
của các em.
Sự phát triển của công nghệ mô phỏng và thí nghiệm ảo mở ra hướng đi mới
cho giáo dục Hóa học trong bối cảnh đó. Các phần mềm mô phỏng và thí nghiệm
ảo có khả năng tái hiện chính xác cấu trúc phân tử, phản ứng và hiện tượng hóa
học dưới dạng mô hình trực quan, sinh động. Môi trường ảo cho phép học sinh
thao tác nhiều lần, điều chỉnh các tham số, quan sát quá trình xảy ra trong thời gian
thực và tự kiểm chứng kết quả mà không phụ thuộc vào điều kiện vật chất. Đây là
cách tiếp cận mới, hiện đại, góp phần khắc phục hạn chế của thực nghiệm truyền
thống, đồng thời tạo động lực, tăng hứng thú học tập, và thúc đẩy khả năng khám
phá, sáng tạo của học sinh.
Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học, từ đặc thù môn Hóa học
và từ nhu cầu cấp thiết nâng cao năng lực hóa học cho học sinh trong thời đại công
nghệ số, tôi lựa chọn triển khai đề tài: “Tích hợp các phần mềm và AI trong thiết
kế mô phỏng 3D – thí nghiệm ảo Hoá học giúp phát triển kỹ năng thực hành
cho học sinh”. Đề tài hướng đến việc tạo ra một môi trường học tập trực quan, an
toàn, hiệu quả; giúp học sinh không chỉ nắm được kiến thức mà còn được thực
Trang 1
hành, trải nghiệm, phân tích và vận dụng. Đây cũng là bước cần thiết để đưa công
nghệ vào giảng dạy Hóa học, góp phần xây dựng lớp học hiện đại, sáng tạo và phù
hợp với định hướng phát triển năng lực của chương trình giáo dục hiện hành.
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của nghiên cứu này là khai thác và ứng dụng hiệu quả các phần
mềm mô phỏng và thí nghiệm ảo trong dạy học Hóa học, nhằm tạo ra môi trường
học tập trực quan, sinh động và an toàn cho học sinh. Thông qua việc sử dụng mô
phỏng, thí nghiệm ảo, các phản ứng và hiện tượng hóa học được tái hiện rõ ràng,
giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách dễ hiểu, nắm bản chất sâu sắc hơn và hạn
chế học vẹt.
Nghiên cứu hướng đến việc phát triển năng lực thực hành cho học sinh, đặc
biệt là các kỹ năng cốt lõi như quan sát khoa học, phân tích và xử lý thông tin, dự
đoán, kiểm chứng và rút ra kết luận. Đồng thời, việc triển khai thí nghiệm ảo tạo
điều kiện để học sinh được thực hành nhiều hơn, thử nghiệm nhiều tình huống
khác nhau mà không bị giới hạn bởi thiết bị, hóa chất hay thời gian trên lớp.
Bên cạnh đó, đề tài cũng nhằm hỗ trợ giáo viên đổi mới phương pháp dạy
học theo định hướng phát triển năng lực, tận dụng công nghệ số để nâng cao hiệu
quả truyền đạt, tăng tính hấp dẫn và giảm áp lực về cơ sở vật chất thí nghiệm. Qua
đó, việc dạy học Hóa học trở nên hiện đại hơn, phù hợp với yêu cầu chuyển đổi số
trong giáo dục và định hướng của Chương trình GDPT 2018.
3. Đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng: Ứng dụng các phần mềm và AI tạo thí nghiệm ảo trong dạy học
Hóa học nhằm phát triển kỹ năng thực hành cho học sinh.
- Khách thể: Học sinh và giáo viên dạy môn Hóa học.
4. Giới hạn phạm vi
Một số bài học trong chương trình môn Hóa học bậc Trung học phổ thông
có thí nghiệm hoặc cần mô phỏng hiện tượng.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu tài liệu: Thu thập, đọc và phân tích các tài liệu, công trình liên
quan đến bài giảng 3D, thí nghiệm ảo và phương pháp dạy học Hóa học.
- Điều tra, khảo sát: Tìm hiểu thực trạng học tập phần Hóa học 10 và mong
muốn của học sinh trong quá trình học tập.
- Thực nghiệm sư phạm: Thiết kế, tổ chức một số bài dạy có ứng dụng bài
giảng 3D và thí nghiệm ảo.
Trang 2
- Quan sát, theo dõi: Ghi nhận mức độ tham gia, hứng thú và kỹ năng thực
hành của học sinh trong quá trình học tập.
- Thống kê, phân tích số liệu: Xử lý và so sánh kết quả học tập để đánh giá
hiệu quả của giải pháp.
6. Thời gian thực hiện
Thời gian nghiên cứu, tìm hiểu các phần mềm mô phỏng 3D – thí nghiệm
ảo, thực nghiệm sư phạm và tiến hành khảo sát học sinh được thực hiện trong hai
năm học 2024–2025 và 2025–2026.
II. CƠ SỞ ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1. Cơ sở lí luận
1.1. Đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực
Giáo dục phổ thông hiện nay hướng đến mục tiêu phát triển phẩm chất và
năng lực người học theo tinh thần của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018.
Người học không chỉ tiếp thu tri thức một cách thụ động mà cần được trang bị
năng lực tự học, sáng tạo, hợp tác và vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Đây là định
hướng cốt lõi của nền giáo dục hiện đại, chuyển trọng tâm từ “dạy cái gì” sang
“dạy như thế nào” và “dạy để làm gì”, nhằm giúp học sinh có khả năng thích ứng
với sự thay đổi nhanh chóng của xã hội trong thời đại công nghệ số.
Theo quan điểm của lý luận dạy học hiện đại, đặc biệt là thuyết kiến tạo
(Constructivism), tri thức không phải là những thông tin được truyền đạt một chiều
từ giáo viên sang học sinh mà là kết quả của quá trình tự kiến tạo thông qua hoạt
động tư duy và tương tác của người học với môi trường. Trong khi đó, thuyết học
tập trải nghiệm (Experiential Learning) nhấn mạnh rằng việc học đạt hiệu quả cao
nhất khi người học được trải nghiệm, khám phá, phản tư và rút ra tri thức cho
chính mình. Hai lý thuyết này cùng khẳng định vai trò chủ động của người học
trong việc chiếm lĩnh tri thức.
1.2. Dạy học Hóa học qua thí nghiệm và mô phỏng
Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, trong đó thí nghiệm giữ vai trò trung
tâm trong việc hình thành tri thức và phát triển tư duy khoa học cho học sinh. Qua
hoạt động thí nghiệm, học sinh có cơ hội quan sát hiện tượng, thu thập dữ liệu,
phân tích, khái quát hóa và rút ra quy luật của các phản ứng hóa học. Thí nghiệm
không chỉ giúp củng cố kiến thức lý thuyết mà còn rèn luyện cho học sinh tính cẩn
thận, tư duy logic và phương pháp nghiên cứu khoa học – những phẩm chất cần
thiết trong học tập và cuộc sống.
Trang 3
Tuy nhiên, trong thực tiễn giảng dạy ở trường phổ thông, việc tổ chức thí
nghiệm thật thường gặp nhiều khó khăn. Nhiều cơ sở giáo dục còn thiếu dụng cụ,
hóa chất, phòng thí nghiệm đạt chuẩn; bên cạnh đó, vấn đề an toàn, thời gian tiết
học ngắn và chi phí bảo trì thiết bị cũng là những rào cản lớn. Chính vì vậy, việc áp
dụng các công cụ mô phỏng và thí nghiệm ảo trở thành giải pháp hữu hiệu, vừa
đảm bảo tính trực quan và an toàn, vừa giúp giáo viên linh hoạt trong dạy học.
Theo các nghiên cứu của Cao Cự Giác (2014), việc sử dụng thí nghiệm ảo
trong dạy học Hóa học mang lại nhiều lợi ích: giúp học sinh hình dung được các
quá trình vi mô, quan sát những hiện tượng khó hoặc nguy hiểm khi làm thật, củng
cố kiến thức và phát triển các năng lực khoa học như quan sát, phân tích, dự đoán
và giải thích hiện tượng. Đặc biệt, thí nghiệm ảo còn tạo cơ hội để học sinh lặp lại
và điều chỉnh thao tác, từ đó hình thành năng lực tự học, tự nghiên cứu một cách
linh hoạt.
Thí nghiệm ảo không thay thế hoàn toàn thí nghiệm thật, mà đóng vai trò bổ
trợ và mở rộng không gian học tập. Học sinh có thể tiến hành thí nghiệm ảo mọi
lúc, mọi nơi, thông qua các phần mềm hoặc nền tảng trực tuyến, giúp đa dạng hóa
hình thức học tập, khắc sâu kiến thức và phát huy tối đa khả năng tự học, khám phá
và sáng tạo. Việc kết hợp hài hòa giữa thí nghiệm thật và thí nghiệm ảo chính là
hướng đi tất yếu của giáo dục Hóa học trong thời kỳ chuyển đổi số.
1.3. Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong giáo dục
Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence – AI) là một lĩnh vực công nghệ tiên
tiến mô phỏng khả năng tư duy, học hỏi và sáng tạo của con người, cho phép máy
móc thực hiện các hoạt động nhận thức, phân tích và ra quyết định tương tự như
con người. Trong giáo dục, AI đang trở thành công cụ đắc lực giúp đổi mới
phương pháp dạy học, hỗ trợ cả giáo viên lẫn học sinh trong quá trình dạy – học và
đánh giá.
Việc kết hợp AI vào dạy học Hóa học mở ra khả năng tái hiện các phản ứng
hóa học dưới dạng mô phỏng sinh động, an toàn, chính xác và có tính tương tác
cao, giúp học sinh dễ dàng hiểu bản chất hiện tượng, đồng thời kích thích tư duy
sáng tạo và niềm say mê nghiên cứu khoa học. Đây chính là hình thức AI hỗ trợ
dạy học khám phá, xu hướng hiện đại được nhiều quốc gia tiên tiến áp dụng nhằm
nâng cao chất lượng giáo dục, phát triển năng lực tự học và tư duy phản biện cho
học sinh trong thời đại số.
Trang 4
1.4. Phát triển năng lực học sinh qua thí nghiệm ảo và AI
Việc tổ chức hoạt động học tập với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo (AI) không
chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức Hóa học mà còn góp phần phát triển toàn
diện các năng lực cốt lõi như tư duy khoa học, giải quyết vấn đề, sáng tạo và hợp
tác. Thông qua môi trường học tập có tính tương tác cao, học sinh không còn là
người tiếp nhận thụ động mà trở thành chủ thể tích cực trong quá trình khám phá
và kiến tạo tri thức.
Khi được quan sát, thao tác, dự đoán và tự kiểm chứng hiện tượng trong thí
nghiệm ảo, học sinh dần hình thành chuỗi năng lực học tập quan trọng. Thứ nhất,
năng lực nhận thức hóa học được phát triển khi các em hiểu bản chất, quy luật và
cơ chế của phản ứng thông qua quá trình mô phỏng và phân tích. Thứ hai, năng lực
thực hành và sử dụng công nghệ được củng cố khi học sinh biết khai thác và vận
hành các công cụ AI, phần mềm mô phỏng, thiết bị ảo để quan sát hiện tượng và
thu thập dữ liệu. Thứ ba, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo được kích thích
khi học sinh đặt ra giả thuyết, dự đoán kết quả, thử nghiệm nhiều tình huống khác
nhau và tự rút ra kết luận khoa học. Cuối cùng, năng lực giao tiếp và hợp tác cũng
được phát triển thông qua việc trao đổi, thảo luận và chia sẻ kết quả.
Việc hình thành và phát triển các năng lực nói trên hoàn toàn phù hợp với
mục tiêu tổng thể của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, trong đó nhấn mạnh
việc phát triển phẩm chất, năng lực người học và năng lực công nghệ số. Đồng
thời, nó cũng đáp ứng yêu cầu của xã hội hiện đại – nơi con người cần biết ứng
dụng công nghệ để tư duy, sáng tạo và thích ứng linh hoạt với những thay đổi
nhanh chóng của thời đại trí tuệ nhân tạo.
2. Thực trạng
2.1. Thuận lợi
Việc ứng dụng phần mềm mô phỏng và thí nghiệm ảo trong dạy học Hóa
học mang lại nhiều thuận lợi, tạo nền tảng thuận lợi cho việc đổi mới phương pháp
giảng dạy theo định hướng phát triển năng lực học sinh.
- Sự quan tâm và hỗ trợ từ nhà trường: Nhiều trường THPT đã chú trọng đầu
tư cơ sở vật chất phục vụ dạy học số, bao gồm máy tính, máy chiếu, đường truyền
Internet và các phần mềm phục vụ giảng dạy. Sự hỗ trợ này giúp giáo viên có điều
kiện thuận lợi để tiếp cận, khai thác và triển khai các phần mềm mô phỏng, thí
nghiệm ảo trong quá trình dạy học Hóa học.
- Tinh thần đổi mới của giáo viên: Giáo viên chủ động tiếp cận công nghệ,
tìm hiểu và vận dụng các phần mềm mô phỏng, thí nghiệm ảo nhằm tăng tính trực
Trang 5
quan và hiệu quả truyền đạt. Việc được tham gia các lớp bồi dưỡng chuyên môn,
tập huấn ứng dụng công nghệ số góp phần nâng cao năng lực thiết kế bài học.
- Khả năng tiếp cận công nghệ của học sinh tốt: Học sinh hiện nay đã quen
thuộc với thiết bị số và môi trường học tập trực tuyến, nên dễ dàng thích nghi với
các bài học có sử dụng mô phỏng 3D hoặc thí nghiệm ảo. Việc học thông qua các
mô phỏng sinh động giúp các em hứng thú hơn, dễ tiếp thu kiến thức trừu tượng,
đồng thời củng cố tư duy khoa học.
- Tăng cường sự trực quan và an toàn khi học: Thí nghiệm ảo và mô phỏng
cho phép học sinh quan sát những hiện tượng khó tiến hành trong thực tế do hạn
chế về hóa chất, dụng cụ hoặc tính an toàn. Công nghệ giúp tái hiện quá trình hóa
học rõ ràng, giúp học sinh hiểu sâu bản chất mà không phụ thuộc vào điều kiện
phòng thí nghiệm.
- Hỗ trợ cá nhân hóa việc học: Các phần mềm mô phỏng thường tích hợp
chức năng điều chỉnh thông số, cho phép học sinh học theo tốc độ riêng, thử
nghiệm nhiều tình huống khác nhau và tự kiểm chứng kết quả. Điều này giúp nâng
cao tính chủ động, tự học và phát triển năng lực thực hành hóa học bền vững.
2.2. Khó khăn
Bên cạnh những thuận lợi, việc ứng dụng phần mềm mô phỏng và thí
nghiệm ảo trong dạy học Hóa học vẫn tồn tại một số khó khăn cần được nhận diện
và khắc phục để nâng cao hiệu quả triển khai.
- Hạn chế về năng lực công nghệ của giáo viên: Không phải tất cả giáo viên
đều có kỹ năng thành thạo trong việc sử dụng phần mềm mô phỏng hoặc thiết kế
thí nghiệm ảo. Nhiều giáo viên chưa được tập huấn chuyên sâu về các nền tảng mô
phỏng hóa học, dẫn đến lúng túng trong thao tác, khai thác và tích hợp vào bài dạy.
Điều này làm giảm hiệu quả khi triển khai và gây tâm lý e dè trong việc đổi mới
phương pháp.
- Sự e ngại trong quá trình tiếp cận công nghệ mới: Một bộ phận giáo viên
còn lo ngại rằng việc sử dụng mô phỏng và thí nghiệm ảo đòi hỏi nhiều thời gian
tìm hiểu, dễ gặp lỗi kỹ thuật hoặc khó duy trì trong thời gian dài. Tâm lý sợ thay
đổi khiến họ ưu tiên duy trì phương pháp dạy học quen thuộc, làm hạn chế việc áp
dụng giải pháp công nghệ hiện đại.
2.3. Khảo sát thực trạng
Để đánh giá cụ thể hơn về thực trạng cơ sở vật chất và việc tổ chức thí
nghiệm tại các trường, chúng tôi đã tiến hành khảo sát tại một số trường THPT
trong khu vực. Cụ thể:
Trang 6
Bảng 1. Thực trạng về cơ sở vật chất và việc tổ chức thí nghiệm
Tiêu chí khảo sát
Tỷ lệ (%)
Phòng thí nghiệm Hóa học
100%
Đầy đủ trang thiết bị thí nghiệm cơ bản
80%
Đầy đủ hóa chất cơ bản
80%
Trang thiết bị thí nghiệm được bảo trì và thay thế kịp thời
30%
Khả năng tổ chức thí nghiệm theo yêu cầu chương trình
50%
Trang thiết bị bảo vệ (kính bảo hộ, găng tay, mặt nạ phòng độc)
20%
Có thể thực hiện phản ứng hóa học nguy hiểm
10%
Từ kết quả khảo sát, có thể thấy rằng việc tổ chức thí nghiệm trong giảng
dạy Hóa học tại các trường phổ thông hiện nay vẫn còn nhiều hạn chế. Mặc dù
100% các trường tham gia khảo sát đều có phòng thí nghiệm Hóa học, nhưng chỉ
có 80% trường được trang bị đầy đủ các thiết bị thí nghiệm cơ bản và hóa chất.
Tuy nhiên, việc bảo trì và thay thế trang thiết bị không được thực hiện kịp thời, chỉ
có 30% các trường có thể bảo trì và thay thế thiết bị khi cần thiết. Điều này dẫn
đến tình trạng thiết bị hỏng hóc, ảnh hưởng đến chất lượng giảng dạy và khả năng
thực hành thí nghiệm của học sinh. Bên cạnh đó, mặc dù 50% các trường có khả
năng tổ chức thí nghiệm theo yêu cầu chương trình, nhưng vẫn còn một số trường
gặp khó khăn trong việc thực hiện các thí nghiệm phức tạp hoặc yêu cầu trang thiết
bị đặc biệt.
Một vấn đề quan trọng khác là trang thiết bị bảo vệ và việc thực hiện các thí
nghiệm nguy hiểm. Chỉ có 20% các trường có đầy đủ kính bảo hộ, găng tay, và
mặt nạ phòng độc để đảm bảo an toàn cho học sinh trong các thí nghiệm thực tế.
Điều này gây ra rủi ro lớn cho học sinh khi tham gia các thí nghiệm hóa học có
tính chất nguy hiểm. Hơn nữa, chỉ 10% các trường có thể thực hiện các phản ứng
hóa học nguy hiểm, điều này làm giảm khả năng học sinh tiếp cận và hiểu rõ các
phản ứng quan trọng trong Hóa học. Tình trạng thiếu cơ sở vật chất và trang thiết
bị này cần được khắc phục để nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập môn Hóa
học.
Tôi cũng đã tiến hành khảo sát thực tế trên 86 học sinh lớp 11 bằng phiếu
khảo sát gồm 4 câu hỏi nhằm đánh giá mức độ hứng thú, khả năng hiểu bài và nhu
cầu học tập Hóa học thông qua mô phỏng hoặc thí nghiệm ảo. Kết quả khảo sát thu
được như bảng sau:
Bảng 2. Mong muốn của học sinh về quá trình học tập môn Hóa học
Trang 7
Mức độ
Số phiếu
Tỉ lệ %
Câu 1. Mức độ yêu thích đối với môn Hóa học hiện tại của em là?
Rất thích
12
14,0%
Thích
21
24,4%
Bình thường
47
54,7%
Không thích
6
7,0%
Câu 2. Trong các tiết học Hóa học ở trường, em có thường xuyên được các thầy
cô sử dụng mô phỏng, thí nghiệm ảo để minh họa bài giảng không?
Thường xuyên
0
0,0%
Thỉnh thoảng
9
10,5%
Ít khi
52
60,5%
Chưa bao giờ
25
29,1%
Câu 3. Em đã gặp những khó khăn gì trong quá trình học tập môn Hóa học?
Khó hiểu các khái niệm trừu tượng
49
57,0%
Không thể hình dung các quá trình Hóa học phức tạp
50
58,1%
Các bài giảng quá khô khan, thiếu tính sinh động
71
82,6%
Không thể áp dụng kiến thức vào thực tế
32
37,2%
Câu 4. Em mong muốn thầy cô hỗ trợ thêm gì cho quá trình học tập của em?
Cung cấp thêm tài liệu học tập
30
34,9%
Tổ chức nhiều buổi thực hành, thí nghiệm
16
18,6%
Xây dựng bài giảng sinh động hơn
75
87,2%
Giúp giải quyết các vấn đề về bài tập khó
6
7,0%
Kết quả khảo sát 86 học sinh cho thấy mức độ yêu thích môn Hóa học chỉ ở
mức trung bình. Cụ thể, 54,7% học sinh đánh giá “bình thường”, 24,4% “thích” và
chỉ 14,0% “rất thích”, trong khi 7,0% cho biết “không thích”. Một trong những
nguyên nhân chính là việc học sinh ít được tiếp cận các hình thức học trực quan.
Có tới 60,5% cho biết “ít khi” được học qua mô phỏng hoặc thí nghiệm ảo và
29,1% khẳng định “chưa bao giờ” được trải nghiệm các hình thức này. Điều này
cho thấy việc ứng dụng công nghệ trong dạy học Hóa học tại trường còn hạn chế,
khiến học sinh khó hình dung bản chất các hiện tượng và giảm hứng thú học tập.
Trang 8
Về khó khăn trong quá trình học, 82,6% học sinh nhận xét bài giảng còn
“khô khan, thiếu tính sinh động”, 58,1% gặp khó khăn khi hình dung các quá trình
hóa học phức tạp và 57,0% cho rằng các khái niệm trừu tượng khó tiếp thu. Khi
được hỏi về mong muốn hỗ trợ, 87,2% học sinh đề nghị giáo viên xây dựng bài
giảng sinh động hơn thông qua hình ảnh, video hoặc mô phỏng ảo; 34,9% mong
được cung cấp thêm tài liệu học tập và 18,6% mong muốn có nhiều buổi thực hành
– thí nghiệm hơn. Những kết quả này cho thấy nhu cầu đổi mới phương pháp dạy
học theo hướng tăng cường mô phỏng, thí nghiệm ảo và ứng dụng công nghệ số là
rất cần thiết để nâng cao hứng thú, khả năng tiếp thu và năng lực thực hành của học
sinh.
3. Giải quyết vấn đề
3.1. Ứng dụng PhET Interactive Simulations trong tạo các mô phỏng 3D
Để bắt đầu sử dụng PhET Interactive Simulations, giáo viên và học sinh cần
thực hiện các bước sau đây:
- Bước 1. Truy cập trang web PhET Interactive Simulations.
Hình 1. Giao diện trang web của PhET Interactive Simulations
- Bước 2. Tại trang chủ, chọn thay đổi ngôn ngữ sang tiếng Việt.
Trang 9
Hình 2. Chọn ngôn ngữ trên trang chủ PhET Interactive Simulations
- Bước 3. Tại trang chủ của công cụ PhET Interactive Simulations, ấn vào
biểu tượng tìm kiếm (hình kính lúp), tìm kiếm các mô phỏng theo từ khóa phù hợp.
Hình 3. Ấn vào tìm kiếm mô phỏng theo từ khóa
Hoặc giáo viên có thể chọn mô phỏng theo chủ đề (các phân môn Vật lí, Hóa
học, Sinh học) đã được phân loại sẵn và tìm kiếm mô phỏng phù hợp.
Trang 10
Hình 4. Chọn mô phỏng theo chủ đề
- Bước 4. Sau khi lựa chọn được mô phỏng phù hợp, giáo viên nhấp vào mô
phỏng muốn sử dụng. Trang mô phỏng sẽ hiển thị thông tin chi tiết về mô phỏng
đó, bao gồm mô tả, các k
 








Các ý kiến mới nhất