Mô hình lớp học đảo ngược là một trong những phương pháp tổ chức dạy học kết hợp đã được chứng minh có khả năng đáp ứng yêu cầu đổi mới dạy học. Bài viết tập trung xây dựng tiến trình dạy học theo mô hình "Lớp học đảo ngược", tiến hành dạy thử nghiệm chủ đề "Liên kết hóa học" ở một số trường THPT khu vực ngoại thành Hà Nội. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc tổ chức dạy học theo mô hình lớp học đảo ngược với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin đã giúp thúc đẩy hoạt động học tập, khi người học chủ động khám phá, tiếp cận tri thức thông qua hoạt động học tập của mình. Là sự tương tác giữa người học với môi trường học tập nhằm cập nhật, nâng cao kiến thức từ kiến thức nền đến kiến thức mục tiêu. Việc tổ chức dạy học hiệu quả mô hình "Lớp học đảo ngược" đã góp phần phát triển năng lực tự học cho học sinh phổ thông trong thời kỳ giáo dục 4.0.