Sử dụng thí nghiệm và bài tập thực nghiệm phần halogen nhằm phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC TRƯƠNG HƯƠNG NHI SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VÀ BÀI TẬP THỰC NGHIỆM PHẦN HALOGEN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO HỌC SINH LUẬN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRƯƠNG HƯƠNG NHI

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VÀ BÀI TẬP THỰC NGHIỆM PHẦN HALOGEN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HÓA HỌC

HÀ NỘI – 2022

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRƯƠNG HƯƠNG NHI

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VÀ BÀI TẬP THỰC NGHIỆM PHẦN HALOGEN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN

HÓA HỌC

Mã số: 8140212.01

Người hướng dẫn khoa học: TS Vũ Thị Thu Hoài

HÀ NỘI – 2022

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài “Sử dụng thí nghiệm và bài tập thực nghiệm phần Halogen nhằm phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh”, luận văn được hoàn thành với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân,

cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô, gia đình, bạn bè và các em học sinh

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội, phòng Đào tạo, khoa Sư phạm, quý thầy/cô đã tận tình giảng dạy và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi học tập, nghiên cứu trong quá trình thực hiện luận văn

Tôi xin cảm ơn sâu sắc đến TS Vũ Thị Thu Hoài đã hướng dẫn tận tình và đầy tâm huyết trong suốt quá trình học tập và hoàn thiện đề tài

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô giáo giảng dạy lớp Cao học chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Hóa học trường Đại học Giáo Dục đã truyển đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho trong suốt khóa học

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, quý thầy giáo, cô giáo và các em học sinh tại hai trường THPT Chúc Động, THPT Nguyễn Du Trung tâm đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Sau cùng tôi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên để tác giả hoàn thành luận văn

Hà Nội, tháng 01 năm 2022 Học viên

Trương Hương Nhi

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1.Bảng mô tả NL thực nghiệm hóa học 9

Bảng 2.1 Các TNHH sử dụng trong dạy học phần Halogen 33

Bảng 2.2 Bảng mô tả các tiêu chí và các mức độ đánh giá NL ThNHH 71

Bảng 2.3 Bảng kiểm quan sát đánh giá năng lực thực nghiệm hóa học của giáo viên với học sinh 78

Bảng 2.4 Phiếu hỏi học sinh về mức độ đạt được năng lực thực nghiệm hóa học 78

Bảng 3.1 Kế hoạch đánh giá sự phát triển NL ThNHH của HS 120

Bảng 3.2 Bảng tiêu chí của Cohen 123

Bảng 3.3 Tổng hợp kết quả bảng kiểm quan sát của GV và HS đánh giá 124

Bảng 3.4 Kết quả bài kiểm tra 126

Bảng 3.5 Phân phối tần số, tần suất, tần suất lũy tích, của bài kiểm tra 126

Bảng 3.6 Các tham số đặc trưng 127

Bảng 3.7 Phân loại HS thông qua kết quả bài kiểm tra 127

iv

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ - HÌNH VÀ SƠ ĐỒ

Biểu đồ 1.1 Mức độ sử dụng các PPDH của GV 21

Biểu đồ 1.2 Tầm quan trọng của phát triện NL ThNHH 22

Biểu đồ 1.3 Đánh giá biểu hiện NL ThNN của HS 22

Biểu đồ 1.4 Khó khăn của GV khi sử dụng TNHH 23

Biểu đồ 1.5 Dạng TN được GV sử dụng 23

Biểu đồ 1.6 Tần suất HS thực hành TN 24

Biểu đồ 1.7 Vai trò của NL ThNHH 24

Biểu đồ 1.8 Mức độ yêu thích của HS với hình thức TN 25

Biểu đồ 1.9 Thói quen khi tiến hành TN của HS 25

Biểu đồ 3.1 Đường lũy tích kết quả bài kiểm tra 127

Biểu đồ 3.2 Phân loại HS thông qua kết quả bài kiểm tra 128

Hình 1.1 Mở NoxPlayer và ấn vào biểu tượng “Add APK file” 14

Hình 1.2 Phần mềm chemist by thix sau khi đưa vào Noxplayer 15

Hình 1.3 Giao diện phần mềm chemist by thix 15

Hình 1.4 Một số tính năng của phần mềm chemist by thix 15

Hình 2.1 Điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm 35

Hình 2.2 Điều chế clo bằng phương pháp điện phân 36

Hình 2.3 Đốt natri trên đèn cồn 37

Hình 2.4 Natri tác dụng với clo 37

Hình 2.5 Na tác dụng với clo 38

Hình 2.6 Các bước thực hiện TN ảo điểu chế clo 39

Hình 2.7 Sắt tác dụng với clo 39

Hình 2.8 TN Hiđro cháy trong clo 40

Hình 2.9 Clo tác dụng với axetilen 41

Hình 2.10 Thử tính tẩy màu của mước clo ẩm 41

Hình 2.11 Nước clo tác dụng với đồng kim loại 42

Hình 2.12 Clo tác dụng với muối của halogen có tính oxi hóa yếu hơn 43

Hình 2.13 Các bước thực hiện TN ảo clo tác dụng với muối của halogen yếu hơn 44 Hình 2.14 Điều chế khí hiđro clorua 45

Hình 2.15 Thử tính tan của khí hiđro clorua 46

Hình 2.16 Tính axit của dung dịch axit clohiđric 47

Hình 2.17 Các bước thực hiện TN ảo điều chế và thử tính chất của HCl 48

Hình 2.18 Điều chế nước Gia-ven 48

Hình 2.19 Tính tẩy màu của nước Gia-ven 49

Hình 2.20 Tính tẩy màu của nước gia-ven 49

Hình 2.21 Sự hòa tan của brom và iot trong dung môi hữu cơ 50

Hình 2.22 Các bước TN ảo brom tác dụng với Al 52

Hình 2.23 Điều chế brom 53

Hình 2.24 Các bước TN ảo iot tác dụng với Al 54

Hình 2.25 Sự thăng hoa của iot 54

Hình 2.26.Các bước TN ảo sự thăng hoa của iot 55

Hình 2.27 I2 tác dụng với hồ tinh bột 55

Hình 2.28 So sánh mức độ hoạt động của các halogen 57

Hình 2.29 Nhận biết muối halogenua 58

Hình 2.30 Chứng minh tính chất đặc trưng của iot 87

Hình 2.31 Điều chế nước Gia ven 88

Hình 2.32 Thử tính tẩy màu của nước Gia - ven 88

Hình 2.33 Chứng minh tính chất của axit 89

Hình 2.34 Sơ đồ lắp đặt dụng cụ phản ứng của Br2 với Al 95

Hình 2.35 Hiện tượng phản ứng của I2 với Al 96

Hình 2.36 Hướng dẫn sử dụng phần mềm chemist by thix 97

Hình 2.37 TN nghiên cứu tính tan của HCl trong nước 102

Hình 2.38 TN ảo điều chế clo 103

Hình 2.39 Sơ đồ sản xuất axit clohiđric trong công nghiệp 103

Hình 2.40 TN ảo thử tính tan của HCl 107

Hình 2.41 Sơ đồ lắp đặt dụng cụ TN ảo MnO2 tác dụng với HCl 111

Hình 2.42 Hướng dẫn sử dụng phần mềm chemist by thix bài HCl 117

Sơ đồ 1.1 Phân loại thí nghiệm hóa học 11

vi

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ii

DANH MỤC CÁC BẢNG iii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ - HÌNH VÀ SƠ ĐỒ iv

MỤC LỤC vi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 5

1.1 Lịch sử nghiên cứu vấn đề 5

1.1.1 Trên thế giới 5

1.1.2 Trong nước 5

1.2 Năng lực thực nghiệm hoá học 7

1.2.1 Khái niệm năng lực 7

1.2.2 Một số năng lực cần phát triển cho học sinh trung học phổ thông 7

1.2.3 Năng lực đặc thù của môn hóa học trong trường trung học phổ thông 7

1.2.4 Năng lực thực nghiệm hóa học 8

1.3 Thí nghiệm hóa học 10

1.3.1 Khái niệm và phân loại thí nghiệm hoá học 10

1.3.2 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học hóa học 11

1.3.3 Thí nghiệm ảo và phần mềm mô phỏng thí nghiệm ảo chemist by thix 13

1.4 Bài tập thực nghiệm hóa học 16

1.4.1 Khái niệm về bài tập thực nghiệm hoá học 16

1.4.2 Vai trò của bài tập thực nghiệm hoá học trong chương trình môn hoá học ở phổ thông .16

1.4.3 Phân loại bài tập thực nghiệm hóa học 16

1.5 Một số phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm .17

1.5.1 Phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực 17

1.5.2 Phương pháp dạy học sử dụng thí nghiệm theo định hướng phát triển năng lực 17

1.5.3 Phương pháp dạy học hợp tác 19

1.6 Thực trạng sử dụng thí nghiệm, bài tập thực nghiệm trong dạy học nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh ở một số trường trung học phổ thông .20

1.6.1 Mục đích điều tra 20

1.6.2 Đối tượng và phương pháp điều tra 21

1.6.3 Kết quả và đánh giá 21

Tiểu kết chương 1 26

CHƯƠNG 2 PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN HALOGEN 27

2.1 Đặc điểm chung của phần Halogen 27

2.1.1 Đặc điểm vị trí phần Halogen 27

2.1.2 Mục tiêu dạy học của phần Halogen 27

2.1.3 Cấu trúc nội dung phần Halogen 28

2.1.4 Phân tích nội dung kiến thức về thí nghiệm hóa học phần Halogen chương trình hóa học phổ thông 28

2.2 Nguyên tắc, quy trình xây dựng hệ thống thí nghiệm nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông 30

2.2.1 Một số nguyên tắc khi tuyển chọn – sử dụng thí nghiệm hóa học phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông 30

2.2.2 Quy trình xây dựng thí nghiệm hóa học nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông 31

2.2.3 Hệ thống thí nghiệm và nội dung thí nghiệm trong dạy học phần Halogen 33

2.3 Nguyên tắc, quy trình xây dựng bài tập thực nghiệm hóa học phát triển năng lực thực nghiệm trong dạy học hóa học .59

2.3.1 Nguyên tắc tuyển chọn và xây dựng bài tập thực nghiệm hóa học để phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh 59

2.3.2 Quy trình tuyển chọn và xây dựng bài tập thực nghiệm hóa học để phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh 59

2.3.3 Tuyển chọn, xây dựng bài tập thực nghiệm phần Halogen 60

2.4 Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua dạy học phần Halogen 71

2.4.1 Tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm hóa học 71

2.4.2 Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng thực thực nghiệm hóa học 75

2.5 Một số biện pháp nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông 81

2.5.1 Biện pháp 1: Sử dụng thí nghiệm thông thường 81

2.5.2 Biện pháp 2: Sử dụng hình ảnh, thí nghiệm ảo và phương tiện kĩ thuật hiện đại 89

2.5.3 Biện pháp 3: Sử dụng BT ThNHH trong DHHH .97

2.5.4 Kế hoạch dạy học minh hoạ 101

Tiểu kết chương 2 118

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 119

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 119

viii

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 119

3.3 Nội dung và kế hoạch thực nghiệm sư phạm 119

3.3.1 Đối tượng, địa bàn thực nghiệm sư phạm 119

3.3.2 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 119

3.3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 120

3.3.4 Phương pháp xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm 121

3.4 Kết quả thực nghiệm 123

3.4.1 Kết quả đánh giá năng lực thực nghiệm hóa học của sinh qua bảng kiểm quan sát 123

3.4.2 Kết quả đánh giá năng lực thực nghiệm hóa học học sinh qua bài kiểm tra 126

3.5 Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm 128

Tiểu kết chương 3 129

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 130

1 Kết luận 130

2 Khuyến nghị 130

TÀI LIỆU THAM KHẢO 132

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Kinh tế và xã hội ngày càng phát triển đòi hòi chất lượng nguồn nhân lực cần được nâng cao Điều đó yêu cầu các cơ sở đào tạo cần nhanh chóng thoát khỏi mô hình giáo dục truyền thống, chuyển sang mô hình theo định hướng tiếp cận năng lực (NL) người học Điều đó có nghĩa là phải thay đổi quan điểm, mục tiêu, phương pháp dạy học, cụ thể cần quan tâm hơn đến việc người học vận dụng được các kiến thức để làm được gì trong học tập và trong cuộc sống thông qua việc học Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể ban hành ngày 26/12/2018 đã định hướng về

phương pháp giáo dục: “Các môn học và hoạt động giáo dục trong nhà trường áp

dụng các phương pháp tích cực hóa hoạt động của học sinh (HS), trong đó giáo viên (GV) có vai trò tổ chức, hướng dẫn hoạt động cho HS, tạo môi trường học tập thân thiện và những tình huống có vấn để để khuyến khích HS tích cực tham gia vào các hoạt động học tập, tự phát hiện NL, nguyện vọng của bản thân, rèn luyện thói quen và khả năng tự học, phát huy tiềm năng và những kiến thức, kĩ năng đã được tích lũy để phát triển Như vậy, dạy học nói chung và dạy học hóa học (DHHH) nói

riêng đều phải hướng đến mục đích là hình thành và phát triển NL cho người học

Hóa học là một môn khoa học vừa lí thuyết vừa thực nghiệm có những ứng dụng thiết thực trong cuộc sống Theo như chương trình tổng thể môn hóa học ban hành ngày 26/12/2018 đã đề cập đến quan điểm xây dựng chương trình môn hóa

học là phải đảm bảo được tính thực tiễn: “Chương trình môn Hoá học đề cao tính

thực tiễn; tránh khuynh hướng thiên về tính toán; chú trọng trang bị các khái niệm công cụ và phương pháp sử dụng công cụ, đặc biệt là giúp học sinh có kĩ năng thực hành thí nghiệm, kĩ năng vận dụng các tri thức hoá học” Vì vậy, một trong những

NL quan trọng người GV cần hướng tới để hình thành và phát triển cho HS trong DHHH là năng lực thực nghiệm (NLThN)

Tuy nhiên, trong thực tiễn DHHH phổ thông ở Việt Nam hiện nay, đặc biệt

là các trường ở khu vực nông thôn, phần lớn GV chưa có thói quen sử dụng phương tiện dạy học, tình trạng “dạy chay, học chay” vẫn còn tồn tại, HS quen với lối học thụ động Nguyên nhân là do điều kiện cơ sở vật chất, điều kiện thí nghiệm còn hạn chế: thiếu phòng thực hành, dụng cụ hóa chất chưa đầy đủ, GV còn ngại sử dụng

TN do mất thời gian, các thí nghiệm độc hại, trình độ một số HS còn yếu… Vì thế, hiệu quả dạy học có thể chưa cao cũng như chưa phát triển được ở HS các NL cần

có đặc biệt là NLThN

Xuất phát từ những lí do trên tôi chọn đề tài: “Sử dụng thí nghiệm và bài tập thực nghiệm phần Halogen nhằm phát triển năng lực thực nghiệm hóa học

cho học sinh” với mong muốn góp phần giúp cho quá trình dạy và học Hóa học ở

trường phổ thông, đạt được mục đích của môn học, đáp ứng mục tiêu đổi mới PPDH theo định hướng phát triển NL người học

2 Mục đích nghiên cứu

- Tìm hiểu thực trạng việc hình thành và phát triển NL ThNHH của HS THPT

thông qua dạy học phần Halogen

- Nghiên cứu, tuyển chọn, xây dựng hệ thống thí nghiệm hóa học (TNHH) và

bài tập thực nghiệm (BTThN) phần Halogen

- Nghiên cứu cách sử dụng các TNHH và BTThN nhằm phát triển NL ThNHH cho HS THPT

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

4 Câu hỏi và giả thuyết nghiên cứu

4.1 Câu hỏi nghiên cứu

Dạy học phần Halogen có sử dụng hệ thống TN và BTThN như thế nào nhằm phát triển NL ThNHH cho HS?

4.2 Giả thuyết nghiên cứu

Nếu GV xác định rõ những tiêu chí, biểu hiện của NL ThNHH và sử dụng hệ thống TN, BTThN phù hợp với mục tiêu bài dạy kết hợp với các PPDH tích cực trong các dạng bài khác nhau trong DHHH thì sẽ phát triển NL ThNHH cho HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học hóa học ở trường phổ thông

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận có liên quan đến đề tài bao gồm: các năng lực

(NL) cần phát triển cho HS, NL ThNHH, TN và BT ThNHH, các PPDH theo góc, PPDH hợp tác, PP sử dụng TNHH và BT ThNHH nhằm phát triển NLThNHH cho

+ Phân tích cấu trúc, xác định những nội dung kiến thức về TN và BTThN

hóa học phần halogen, một số lưu ý về PPDH phần Halogen

+ Lựa chọn, xây dựng các TN phần Halogen, vận dụng một số phần mềm thí

nghiệm ảo, công nghệ để cải tiến một số TN theo hướng đơn giản, hiện đại, tăng

tính hứng thú cho HS Đề xuất một số phương pháp sử dụng chúng trong DHHH

+ Thiết kế một số kế hoạch bài học phần Halogen có sử dụng TN và BTThN

hóa học nhằm phát triển NL THHH cho HS THPT

+ Tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP), thu thập và xử lí dữ liệu để đánh

giá tính khả thi, hiệu quả của các nội dung đề xuất

6 Phạm vi và giới hạn nghiên cứu

6.1 Phạm vi nghiên cứu

- Học sinh lớp 10

- Phần Halogen trong chương trình hóa học THPT

6.2 Giới hạn nghiên cứu

- Hệ thống các TNHH và BT ThNHH phần Halogen, dạy học phát triển NL ThNHH

cho HS

7 Phương pháp tiếp cận nghiên cứu

7.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận

Nghiên cứu tổng quan về lí luận dạy học có liên quan đến đề tài gồm: công

trình nghiên cứu khoa học, bài báo khoa học, tài liệu về lí luận dạy học để tổng

quan cơ sở lí luận và xây dựng công cụ nghiên cứu; đặc biệt chú ý về NL ThNHH,

TNHH và BT ThNHH

7.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Sử dụng PP điều tra, quan sát để đánh giá thực trạng việc sử dụng TN và

phát triển NL ThNHH cho HS

- Sử dụng PP TNSP để đưa nội dung đề xuất vào thực tế dạy học, từ đó đánh

giá tính khả thi và hiệu quả

7.3 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng PP thống kê toán học áp dụng trong nghiên cứu khoa học GD để xử

lí, phân tích kết quả TNSP

8 Những đóng góp mới của đề tài

- Tổng quan cơ sở lí luận của luận văn về: NL, các NL cần phát triển cho HS THPT trong DHHH; NL ThNHH bao gồm: khái niệm, cấu trúc, các biểu hiện của

NL ThNHH; TNHH và BT ThNHH bao gồm: khái niệm, vai trò, phân loại một số PPDH tích cực theo định hướng phát triển NL ThNHH cho HS

- Tiến hành tìm hiểu thực trạng sử dụng TN và BTThN trong DHHH ở trường phổ thông trên địa bàn thành phố Hà Nội nhằm phát triển NL ThNHH cho HS

- Lựa chọn, xây dựng hệ thống 21 TN phần Halogen, xây dựng 6 TN ảo thay thế theo định hướng phát triển NL ThNHH cho HS

- Xây dựng và tuyển chọn 27 BT ThNHH sử dụng trong dạy học nhằm phát triển NL ThNHH cho HS

- Xây dựng và xác định 3 biện pháp sử dụng hệ thống TN và BTThN phần Halogen nhằm phát triển NL ThNHH cho HS đặc biệt là biện pháp sử dụng TN ảo

- Thiết kế các trích đoạn và kế hoạch bài dạy minh họa cho các biện pháp

- Xây dựng bộ công cụ đánh giá NL ThNHH cho HS

- TNSP một số nội dung để kiểm chứng giả thuyết, xác định tính hiệu quả và khả thi của các biện pháp đã đề xuất

9 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của vấn đề phát triển năng lực thực

nghiệm hóa học cho học sinh trung học phổ thông

Chương 2 Phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh trong dạy

học phần halogen

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VẤN ĐỀ

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO HỌC SINH

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

1.1 Lịch sử nghiên cứu vấn đề

1.1.1 Trên thế giới

Trên thế giới, đã có nhiều cuốn sách nói về TNHH Trong cuốn Chemistry

Experiments for High School at Home xuất bản năm 2014 hai tác giả Christina

H Swan và John D.Mays đã đưa ra hệ thống 19 TN hướng dẫn HS thực hiện tại nhà

mà không cần đến phòng TN Trong mỗi TN, tác giả đưa ra: các dụng cụ (lưu ý khi

sử dụng dụng cụ) và hóa chất (kèm lưu ý an toàn trong khi TN); các bước tiến hành

TN chi tiết, cách xử lí và làm sạch sau thí nghiệm và một số câu hỏi thảo luận kèm

nhằm giúp học sinh ghi nhớ kiến thức và phát triển NLThN

Trong cuốn The golden book of Chemistry Experiments, tác giả Robert

Brent và Harry Lazarus đã đưa ra hơn 200 TN hóa học đơn giản thường gặp giúp

phát triển NL ThN và hỗ trợ GV trong quá trình giảng dạy

Tác giả Kevin Hutchings đã xây dựng 100 TN trong cuốn Classic chemistry

experiments Với mỗi TN, người học có thể tự đặt câu hỏi và dự đoán hiện tượng

xảy ra, áp dụng kiến thức và kĩ năng đã có để sử dụng thiết bị và tiến hành TN dựa

trên hướng dẫn đã cho; khi kết thúc sẽ có những câu hỏi cần trả lời để đảm bảo TN

thành công

Ngoài ra, cuốn sách khác như A Collection of Interesting General Chemistry

Experiments được viết bởi tác giả Paperback đã đưa ra 20 TN liên quan đến lĩnh

vực thực tiễn và đã được thử nghiệm Trọng tâm các TN sẽ liên quan đến sản phẩm

và hóa chất trong cuộc sống hàng ngày; mỗi TN chứa nền tảng lí thuyết ngắn gọn

qua đó tạo hứng thú với người học trong quá trình học tập môn hóa học cũng như

phát triển NLThN

1.1.2 Trong nước

Nghiên cứu về vấn đề sử dụng TNHH và bài tập thực nghiệm trong dạy học

cũng như vấn đề phát triển năng lực thực nghiệm trong nước đã có một số công

trình của các tác giả trong các sách, tạp chí bài báo như:

- Tài liệu “Thí nghiệm thực hành – Phương pháp dạy học hóa học tập III”

của GS TSKH Nguyễn Cương, PGS.TS Nguyễn Xuân Trường, PGS.TS Nguyễn

Thị Sửu, NXB Đại học sư phạm 2014

- Vũ Thị Thu Hoài, Đào Hồng Hạnh, Nguyễn Thị Bích Hồng, Bùi Thị Hiên

(2017), Bồi dưỡng giáo viên kĩ năng phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho

phạm cho đội ngũ giáo viên Khoa học tự nhiên đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục phổ thông” ISBN, 978 - 604 -913- 655 - 9, NXB Đại học Sư phạm, p 289 - 297

- Nguyễn Thị Kim Ánh, Ông Thị Tuyết Thanh (2018), Một số biện pháp sử

dụng kênh hình trong dạy học phần dẫn xuất halogen - ancol - phenol (hóa học 11) nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh, Tạp chí Giáo dục, Số 436 (Kì 2

- 8/2018), tr 50-54; 39

- Lương Thị Lưu Yến, Nguyễn Thị Sửu, Vũ Thị Thu Hoài, Trần Thị Kim

Phượng (2017), Vận dụng phương pháp bàn tay nặn bột trong dạy học nhằm phát

triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh, Hội thảo Khoa học Quốc tế:

“Phát triển năng lực sư phạm cho đội ngũ giáo viên Khoa học tự nhiên đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục phổ thông” ISBN, 978 - 604 -913- 655 - 9, NXB Đại học Sư phạm, p 197 - 206

- Nguyễn Thị Thúy (2016), Tuyển chọn, xây dựng và sử dụng các thí nghiệm

hóa học, bài tập thực nghiệm để tạo hứng thú rèn luyện tư duy cho học sinh qua dạy học phần phi kim hóa học 10 nâng cao, Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, trường

Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội

- Lê Thị Tươi (2015), Sử dụng thí nghiệm Hóa học phát triển NL thực hành

cho học sinh thông qua dạy học chương Nito – photpho hóa học lớp 11, luận văn

thạc sĩ, Đại học Giáo dục

- Vũ Thị Thu Hoài, Phạm Thị Tình (2018), Quy trình xây dựng hệ thống bài

tập thực nghiệm hóa học ở cấp trung học phổ thông dựa theo cách tiếp cận của phương pháp nghiên cứu bài học, Hội thảo Khoa học Quốc tế: “Giáo dục cho mọi

người” (Education for all), IBSN - 978 -604-626- 622-8, p 241 - 253

Nhìn chung, với tài liệu về TNHH các tác giả đã phần nào đề xuất được hệ thống các TN cần biểu diễn và đưa ra một số phương án thực hiện giúp cho GV có được sự lựa chọn tiến hành TNHH phù hợp với điều kiện thực tế và nhu cầu dạy học của từng trường; nêu các chú ý quan trọng khi tiến hành TNHH nhằm giúp cho

GV thực hiện TN thành công và an toàn

Bên cạnh đó, trong một số luận văn các tác giả đã đề cập về các dạng BTThN; hệ thống các TN cần sử dụng trong chương trình THPT, hoàn thiện kĩ thuật và phương pháp tiến hành TNHH; sử dụng TN để khắc sâu kiến thức, rèn luyện kĩ năng, đề xuất các biện pháp sử dụng TNHH góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở trường phổ thông

Qua việc nghiên cứu các tài liệu, tôi thấy rằng việc sử dụng TN và BTThN trong dạy học đã và đang thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu, nhất

là trong những năm gần đây Tuy nhiên, do điều kiện khách quan và chủ quan về cơ

sở vật chất; trang thiết bị dạy học và NL của GV trong việc sử dụng công nghệ

thông tin, TN thực hành; các PPDH tích cực nhằm phát triển NL cho HS còn chưa

đồng đều và thường xuyên Bên cạnh đó, hướng nghiên cứu khai thác TNHH và

BTThN để vận dụng vào bài học cụ thể để phát triển NL ThNHH ở HS đặc biệt là

sử dụng TN ảo và các phần mềm TNHH ảo cũng chưa có nhiều Chính vì vậy, tôi

chọn nghiên cứu đề tài này với mong muốn góp một phần công sức của mình vào

việc nâng cao chất lượng dạy học môn hóa học ở trường THPT nói chung theo định

hướng phát triển NLThN ở HS nói riêng

1.2 Năng lực thực nghiệm hoá học

1.2.1 Khái niệm năng lực

Có rất nhiều định nghĩa về năng lực (NL) và khái niệm này đang thu hút sự

quan tâm của rất nhiều nhà nghiên cứu Về NL của HS có một số định nghĩa sau:

Theo [25], PGS.TS Nguyễn Công Khanh cho rằng: “NL của HS là khả năng

làm chủ những hệ thống kiến thức, kỹ năng, thái độ, …phù hợp với lứa tuổi và vận

hành (kết nối) chúng một cách hợp lý vào thực hiện thành công nhiệm vụ học tập,

giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra cho chính các em trong cuộc sống”

Theo [7] NL là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất

sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, khả năng huy động tổng hợp các kiến thức,

kĩ năng và thuộc tính cá nhân khác như: hứng thú, niềm tin, ý chí, để thực hiện

thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả như mong muốn trong những

điều kiện cụ thể

Trong đề tài này,có thể hiểu: “NL là sự huy động và kết hợp hợp lí các kiến

thức, kĩ năng, thái độ, tình cảm,…và sự sẵn sàng tham gia các hoạt động tích cực

để thực hiện thành công các yêu cầu phức hợp của hoạt động trong bối cảnh nhất định”

1.2.2 Một số năng lực cần phát triển cho học sinh trung học phổ thông

Hiện nay theo quan điểm dạy học định hướng năng lực, có rất nhiều NL

chung cần được hình thành và phát triển cho HS phổ thông Theo [7], Chương trình

giáo dục phổ thông tổng thể định hướng hình thành và phát triển cho học sinh

những năng lực chung sau: NL tự chủ và tự học, NL giao tiếp và hợp tác, NL giải

quyết vấn đề và sáng tạo

1.2.3 Năng lực đặc thù của môn hóa học trong trường trung học phổ thông

Theo [8], các năng lực đặc thù môn Hóa học bao gồm:

Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học: NL sử dụng biểu tượng hóa học; NL

sử dụng thuật ngữ hóa học; năng lực sử dụng danh pháp hóa học

NL thực nghiệm hóa học: NL tiến hành thí nghiệm, sử dụng TN an toàn; NL

quan sát, mô tả, giải thích các hiện tượng TN và rút ra kết luận; NL xử lý thông tin liên quan đến TN

NL tính toán: Tính toán theo khối lượng chất tham gia và tạo thành sau phản

ứng Tính toán theo mol chất tham gia và tạo thành sau phản ứng Tìm ra được mối quan hệ và thiết lập được mối quan hệ giữa kiến thức hóa học với các phép toán học Vận dụng các thuật toán để tính toán trong các bài toán hóa học

NL giải quyết vấn đề thông qua dạy học hóa học: Phân tích được tình huống

trong học tập môn hóa học; phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học tập môn hóa học Phát hiện được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến vấn đề phát hiện trong các chủ đề hóa học Đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề đã phát hiện; lập được kế hoạch để giải quyết một số vấn đề đơn giản; thực hiện được

kế hoạch đã đề ra có sự hỗ trợ của GV Thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề và đưa ra kết luận chính xác

NL vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống: Có NL hệ thống hóa kiến

thức; NL phân tích tổng hợp các kiến thức hóa học vận dụng vào cuộc sống thực tiễn; NL phát hiện các nội dung kiến thức hóa học được ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau; NL phát hiện các vấn đề trong thực tiễn và vận dụng kiến thức hóa học để giải thích; NL độc lập sáng tạo trong việc xử lý các vấn đề thực tiễn

Ngoài ra, theo [9] năng lực đặc thù hóa học được thể hiện qua các biểu hiện:

- NL nhận thức hóa học: Nhận thức được các kiến thức cơ sở về cấu tạo chất; các quá trình hoá học; các dạng năng lượng và bảo toàn năng lượng; một số chất hoá học cơ bản và chuyển hoá hoá học; một số ứng dụng của hoá học trong đời sống và sản xuất

- NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học: Quan sát, thu thập thông tin; phân tích, xử lí số liệu; giải thích; dự đoán được kết quả nghiên cứu một

số sự vật, hiện tượng trong tự nhiên và đời sống

- NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Vận dụng được kiến thức, kĩ năng

đã học để giải quyết một số vấn đề trong học tập, nghiên cứu khoa học và một số tình huống cụ thể trong thực tiễn

1.2.4 Năng lực thực nghiệm hóa học

1.2.4.1 Khái niệm năng lực thực nghiệm hóa học

Theo tài liệu [32], NLThN là khả năng vận dụng những kiến thức, kĩ năng,

thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống

NLThN của HS phổ thông là sự làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng, thái độ và vận hành chúng một cách hợp lý để thực hiện thành công nhiệm vụ ThN trong quá trình học tập ở trường phổ thông Quá trình ThN có thể bao gồm các giai đoạn: đề xuất giả thuyết thực nghiệm, thiết kế phương án ThN, tiến hành ThN và thu thập kết quả ThN, phân tích kết quả ThN và rút ra kết luận khoa học

Khi nói về NL ThNHH, theo tài liệu [1], NL ThNHH là khả năng người học

huy động, tổng hợp tất cả những kiến thức hóa học đã có, kĩ năng cần thiết để xử lí thông tin, các thuộc tính cá nhân khác như: hứng thú khám phá tri thức mới, sự say

mê học hỏi, niềm tin vào khoa học, ý chí kiên nhẫn, để thực hiện thành công các thao tác, kĩ thuật tiến hành thí nghiệm hóa học

Ngoài ra, theo tài liệu [23], NL ThNHH là khả năng sinh viên có thể sử dụng

các dụng cụ TN, hóa chất tiến hành TN hóa học an toàn và thành công; quan sát,

mô tả hiện tượng TN và xử lí các thông tin liên quan đến TN để rút ra kết luận cần thiết phục vụ cho bài dạy hóa học

NL ThNHH không chỉ là khả năng thực hiện các TNHH thành công, an toàn, biết vận dụng kiến thức để giải thích một cách khoa học, chính xác các hiện tượng ThN quan sát được nhằm rút ra kết luận cần thiết mà còn là vận dụng chúng trong học tập cũng như giải quyết vấn đề thực tiễn

NL ThNHH gắn với NL hành động tức là HS phải làm được, giải thích được, vận dụng được kiến thức, kĩ năng để giải quyết được các nhiệm vụ học tập và các vấn đề thực tiễn chứ không dừng lại ở mức độ hiểu Theo đề tài, rèn luyện các kĩ năng TN, đề xuất, cải tiến TN cho hiệu quả và vận dụng được kiến thức vào thực tiễn cũng là yếu tố đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển NL ThNHH cho HS

1.2.4.2 Cấu trúc và biểu hiện của năng lực thực nghiệm hóa học

Tham khảo tài liệu [8] [15], đề tài đưa ra NL ThNHH bao gồm các NL sau:

NL xác định vấn đề nghiên cứu và thiết kế phương án TN, NL thực hành hóa học, NL tổng hợp, phân tích, xử lí, trình bày kết quả và rút ra kết luận về kiến thức, NL đề xuất để cải tiến TN hoặc đề xuất TN thay thế

Bảng 1.1 Mô tả NL thực nghiệm hóa học

+ Phân tích, lựa chọn và thiết kế được phương án TN phù hợp

+ Xác định đối tượng TN và đề xuất được thiết bị, dụng cụ, hóa chất, nguyên liệu để tiến

hiện tượng TN xảy ra,

đồng thời giải thích dựa

trên kiến thức khoa học

+ Thực hiện được một số TN phức tạp dưới sự hướng dẫn của GV

+ Biết cách quan sát, nhận xét hiện tượng xảy ra

Mô tả chính xác các hiện tượng TN

+ Giải thích dựa trên kiến thức khoa học các hiện tượng TN xảy ra

+ Viết được PTHH và rút ra kết luận về kiến thức

+ Trìh bày kết quả nghiên cứu

+ Rút ra kết luận chung về kiến thức liên quan

4 - NL đề xuất để cải tiến

TN hoặc đề xuất TN

thay thế

+ Đề xuất được các TN thay thế (cải tiến TN) để

TN đơn giản, hiệu quả hơn, an toàn hơn, tận dụng được hóa chất sẵn có trong phòng TN hoặc các hóa chất có sẵn trong đời sống

1.3 Thí nghiệm hóa học

1.3.1 Khái niệm và phân loại thí nghiệm hoá học

Theo Từ điển tiếng Việt NXB khoa học xã hội 1992, TN có 2 nghĩa Nghĩa

thứ nhất là gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định

để quan sát, tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh Nghĩa thứ hai là “làm thử để rút kinh nghiệm”

Một định nghĩa khác, theo Đại từ điển tiếng Việt NXB Văn hóa thông tin

1999, TN là “làm thử theo những điều kiện, nguyên tắc đã được xác định để nghiên cứu, chứng minh”

Trong đề tài nghiên cứu này, khái niệm TN được giới hạn trong một phạm vi hẹp hơn là “thực hiện các phản ứng, quá trình hóa học phục vụ cho việc DHHH”

Tham khảo một số tài liệu [2], [11], [14], [26] TN có thể được sử dụng trong tất cả các khâu của quá trình dạy học Trong trường phổ thông hiện nay, thường sử dụng các hình thức TN sau đây: TN biểu diễn của GV dùng trong nghiên cứu bài mới, trong khâu hoàn thiện kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo và ngay cả khi kiểm tra, đánh giá; TN của HS khi học trên lớp, TN thực hành, TN ngoại khóa của HS

Sơ đồ 1.1 Phân loại thí nghiệm hóa học

1.3.2 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học hóa học

Tham khảo các tài liệu [2], [14], [26], TN có vai trò rất quan trọng trong quá trình nhận thức của con người về thế giới nói chung; trong nghiên cứu khoa học nói riêng TN là một phần của hiện thực khách quan, được thực hiện trong những điều kiện đặc biệt, trong đó con người có thể chủ động tác động vào các yếu tố trong quá trình diễn ra TN để phục vụ cho những mục đích nhất định TN giúp con người phát hiện ra cái bản chất ẩn sâu bên trong; kiểm chứng và làm sáng tỏ những giả thuyết khoa học Không chỉ trong nghiên cứu khoa học mà trong dạy học hoá học, TN

cũng có vị trí đặc biệt quan trọng

1.3.2.1 Thí nghiệm là phương tiện trực quan

Khi được tiếp xúc trực tiếp hay gián tiếp với TN, HS được làm quen với các chất hoá học, nắm bắt các tính chất vật lý hay hoá học của chúng Mỗi chất khác nhau mang một màu riêng biệt nếu không được quan sát trực tiếp HS sẽ rất khó

hơn các khái niệm, định luật và công việc ghi nhớ trở nên dễ dàng hơn Nếu không

có TN:

- GV sẽ tốn nhiều thời gian để giảng giải nhưng có thể vẫn không rõ và hết ý

vì mọi thứ đôi khi không thể diễn đạt trọn vẹn bằng lời Lời nói rất trừu tượng nhưng các TN lại rất cụ thể Được quan sát và GV nhấn mạnh những điều rút ra từ trong TN, HS sẽ học tập môn hoá một cách nhẹ nhàng, không còn gò bó, khô khan

- Mỗi HS có một cách nghĩ, một khả năng tưởng tượng khác nhau, nếu GV mô

tả hiện tượng bằng lời, các em sẽ khó hiểu bài vì không có những hình ảnh rõ ràng

cụ thể về các chất Ví dụ: phản ứng tạo kết tủa nhôm hiđroxit dạng keo Nếu không

có TN HS khó hình dung dạng keo là như thế nào

- HS sẽ chóng quên khi không hiểu bài, không có ấn tượng sâu sắc bằng các hình ảnh cụ thể Hình ảnh trực quan sinh động thường dễ nhớ hơn so với ngôn ngữ trừu tượng, nhất là đối với các em HS THPT

1.3.2.2 Thí nghiệm là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn

Trong hoá học, có nhiều TN gắn với đời sống, với các quy trình công nghệ Vì thế, thực hiện TN giúp học sinh vận dụng các điều đã học vào thực tế cuộc sống; quá trình dạy học phải gắn liền với thực tế Khi quan sát TN; HS ghi nhớ các TN,

HS sẽ hình dung lại kiến thức và giải thích được hiện tượng một cách dễ dàng nếu gặp lại trong cuộc sống

1.3.2.3 Phát triển tư duy

Đứng trước TN, HS sẽ tăng cường sức chú ý đối với các hiện tượng nghiên cứu, tiến hành các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa

để rút ra kết luận đúng đắn Khi được trực tiếp tiến hành TN và quan sát những hiện tượng hóa học, HS sẽ tin tưởng vào kiến thức đã học Nếu như chưa quan sát được hiện tượng, học sinh sẽ hoài nghi về những hiện tượng

1.3.2.4 Tạo hứng thú cho học sinh

So với những bài giảng lý thuyết khô khan, HS sẽ yêu thích những tiết học

có gắn liền với các TN hơn Nếu được quan sát được những TN hấp dẫn, HS sẽ muốn khám phá tìm hiểu những TN và tính chất hóa học của các chất từ đó kích thích hứng thú học tập của các em

1.3.2.5 Rèn luyện kĩ năng thực nghiệm

Khi thực hiện TN, HS phải làm đúng các thao tác cần thiết, sử dụng lượng hóa chất thích hợp để đảm bảo an toàn Từ đó, HS được rèn luyện kĩ năng thao tác và phát triển kĩ năng giải quyết vấn đề HS sẽ hình thành những đức tính cần thiết của người lao động mới: cẩn thận, ngăn nắp, kiên nhẫn, trung thực, chính xác, khoa học,

kĩ thuật,…Đây là điều mà TN ảo không có được

TN do tự tay GV làm sẽ là khuôn mẫu về thao tác cho HS học tập và làm theo, để rồi sau khi HS làm TN, các em sẽ học được cả cách thức làm TN TN do

GV trình bày sẽ giúp cho việc hình thành những kĩ năng TN đầu tiên ở HS một cách chính xác

1.3.3 Thí nghiệm ảo và phần mềm mô phỏng thí nghiệm ảo chemist by thix

1.3.3.1 Khái niệm về thí nghiệm ảo

Sử dụng TN ảo (Virtual Experiment) trong dạy học là một công cụ trực quan nhằm tăng cường sự quan tâm, kích thích khả năng tìm tòi và kích hoạt tư duy của

HS GV có thể sử dụng TN ảo để tổ chức dạy học thực hành TN thay thế cho phòng

TN truyền thống

Tham khảo một số tài liệu [21], [27], [33] TN ảo là TN được xây dựng từ các dụng cụ hóa chất, các đối tượng được tạo ra từ môi trường ảo của máy trính dưới dạng video hay hình ảnh kĩ thuật số TN ảo mô phỏng các hoạt động trong phòng

TN một cách thực tế có tính tương tác cao, giao diện thân thiện với người dùng TN

ảo có thể ghi lại hiện tượng của những phản ứng, điều kiện tới hạn khó xảy ra trong

tự nhiên hay khó thu được trong phòng TN truyền thống từ đó giúp người học hiểu

rõ hơn bản chất của vấn đề

Các TN ảo thực hiện trên các phần mềm lập trình sẵn có ưu điểm là phù hợp với các TN độc hại, khó thực hiện như phần halogen khắc phục những khó khăn về trang thiết bị hóa chất dụng cụ,an toàn và quan trọng là HS có thể tự thực hiện quá trình nghiên cứu, tìm tòi để khám phá kiến thức mà không bị sắp đặt trước như các video ghi hình TN thực hay TN làm mô phỏng sẵn Ngoài ra, có thể được sử dụng

TN ảo trong các trường hợp là TN thật có chứa yếu tố rủi ro, tốn kém, mất nhiều thời gian, công sức để hoàn thành trong môi trường phòng TN truyền thống; hay

TN đòi hỏi độ chính xác cao và yêu cầu kĩ năng của người thực hiện cao Trong hình thức dạy học trực tuyến, việc sử dụng TN ảo là một biện pháp phù hợp TN ảo cũng được đề cập đến trong mục hướng dẫn thực hiện Chương trình Hóa học 2018

về thiết bị dạy học Mặc dù không thể thay thế TN thật nhưng TN ảo là một công cụ hữu ích trong cả dạy học lẫn nghiên cứu khoa học

1.3.3.2 Giới thiệu về phần mềm mô phỏng thí nghiệm ảo chemist by thix

Có thể thiết kế các TN ảo một cách thủ công bằng các phần mềm thiết kế hoạt hình chuyên dụng như Macromedia Flash hay vận dụng các hiệu ứng hoạt hình trong phần mềm trình chiếu Powerpoint Tuy nhiên để tiết kiệm thời gian, GV có thể sử dụng các phòng TN ảo đặc thù cho từng bộ môn, nơi có cung cấp đầy đủ các dụng cụ, hóa chất và công cụ để trình chiếu, biểu diễn theo kịch bản của người thiết

kế Phòng TN hóa học ảo: cung cấp các dụng cụ, hóa chất thiết bị TN ảo giúp người dùng lắp ráp, thiết kế, xây dựng TN tương tự như phòng TN thật

Phầm mềm chemist by thix là một phòng TN ảo với hệ thống hóa chất, dụng

cụ đa dạng bao gồm: 180 hóa chất vô cơ và 60 hóa chất hữu cơ Trong phần mềm chemist by thix, GV cũng như HS có thể thao tác dể dàng với đa dạng dụng cụ, không chỉ tiến hành các TN đơn giản mà cả các TN phức tạp Đặc biệt, với phòng

TN ảo này, trong khi thực hiện nếu người dùng thao tác không chuẩn có thể gây nên

vỡ đồ thủy tinh như trong phòng TN thật

Bên cạnh đó, người sử dụng có thể điều chỉnh lượng chất theo số mol, khối lượng hay thể tích; các điều kiện thực hiện TN như nhiệt độ, độ ẩm, môi trường chân không,…hoặc tăng hay giảm tốc độ TN để quan sát hiện tượng dễ hơn hay hiển thị nhanh chóng hơn Đặc biệt, ở mỗi phản ứng xảy ra sẽ hiện thị các phương trình hóa học tương ứng cũng như một số phản ứng phụ có thể xuất hiện trong quá trình thực hiện Như vậy, phần mềm chemist by thix là công cụ hữu dụng cho GV

và HS sử dụng để phát triển NL ThNHH cho HS

Nếu dùng điện thoại, người dùng chỉ cần tải phần mềm về máy và tiến hành các bước làm TN Nếu sử dụng máy tính, ta cần cài đặt phần mềm giả lập điện thoại Cài đặt phần mềm chemist by thix trên máy tính như sau:

Bước 1: Cài đặt giả lập NoxPlayer: Để chạy được phần mềm chemist by thix trên máy tính một cách hiệu quả và nhanh chóng thì cần chạy trên ứng dụng giả lập NoxPlayer

Bước 2: Tải phần mềm chemist by thix về máy tính (tải phiên bản từ 5.0 trở lên để

có thêm 60 hóa chất hữu cơ mà các phiên bản khác chưa có)

Bước 3: Chạy phần mềm chemist by thix bằng giả lập NoxPlayer:

- Mở giả lập NoxPlayer: giao diện máy tính sẽ hiện ra như hình 1.1

Hình 1.1 Mở NoxPlayer và ấn vào biểu tượng “Add APK file”

- Ấn chuột vào “Add APK file”, sau đó chọn file chemist by thix đã tải ở trên Trên giao diện NoxPlayer sẽ hiện biểu tượng của phần mềm như hình 1.2

Hình 1.2 Phần mềm chemist by thix sau khi đưa vào Noxplayer

- Ấn vào biểu tượng phần mềm chemist by thix để chạy phần mềm và bắt đầu tiến hành TN ảo Khi mở phần mềm, giao diện hiện ra như hình 1.3

Hình 1.3 Giao diện phần mềm chemist by thix

- Hình 1.4 là một số tính năng của phần mềm

Hình 1.4 Một số tính năng của phần mềm chemist by thix

+) “Explosion”: phản ứng có thể bị nổ (có thể bật để HS dễ quan sát sự nguy hiệm nếu thực hiện tương tự trong thực tế)

+) “Audio effect”: hiệu ứng âm thanh (có thể bật hoặc tắt) giúp cho quá trình thưc hiện TN trở nên sinh động hơn

+) “Temperature”: điều chỉnh nhiệt độ tùy ý để phản ứng xảy ra như mong muốn +) “Air”: Lựa chọn môi trường thực hiện TN: chân không, chỉ có oxi hoặc tự nhiên

1.4 Bài tập thực nghiệm hóa học

1.4.1 Khái niệm về bài tập thực nghiệm hoá học

Tham khảo một số tài liệu [1], [5], [16] BT ThNHH là những nhiệm vụ GV đặt ra cho HS, chứa đựng các thông tin xuất phát từ các hiện tượng, tình huống diễn

ra trong phòng thí nghiệm, quá trình sản xuất, cuộc sống hằng ngày, đã được đơn giản hóa, lý tưởng hóa nhưng vẫn chứa đựng các yếu tố quan trọng của thực tiễn

HS phải vận dụng các kiến thức lí thuyết để dự đoán, vạch ra phương án ThN để giải quyết; đồng thời sử dụng kiến thức, kĩ năng thực hành để thực hiện thành công các phương án ThN đã vạch ra nhằm chiếm lĩnh tri thức, kĩ năng một cách tích cực,

- BTTN giúp HS hiểu rõ hơn những kiến thức đã học

- Sử dụng BT ThNHH giúp xây dựng cho HS kĩ năng thực hành, kĩ năng quan sát, thu nhập thông tin, PP thiết kế TN, phân tích xử lí thông tin Từ đó dần hình thành PP nghiên cứu khoa học, đảm bảo tính tự lực của HS, tính hấp dẫn của môn học, khơi dậy tiềm năng sáng tạo, kích thích hứng thú học tập, phát triển NL

ThNHH cho HS

- Trong khi giải bài tập đòi hỏi HS phải biết cách vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức lí thuyết đã học để giải quyết một vấn đề thực tiễn một cách sinh động và có hiệu quả từ đó giúp HS ghi nhớ và hiểu vững chắc kiến thức, từng bước

tạo cho HS trực giác nhạy bén đối với các hiện tượng hóa học

- Khi GV kết hợp với các bài tập thực tiễn gần gũi với cuộc sống sẽ tạo hứng

thú cho HS

1.4.3 Phân loại bài tập thực nghiệm hóa học

Theo [6] [16], BT ThNHH có thể chia thành một số dạng sau:

- Bài tập sử dụng sơ đồ, hình vẽ, đồ thị

+ Bài tập bổ sung thông tin còn thiếu vào hình vẽ TN, sơ đồ điều chế các chất + Bài tập xác định tính chất, vai trò của các chất dựa vào hình vẽ mô tả TN

+ Bài tập mô tả tên và tác dụng dụng cụ, giải thích, phân tích cách lắp đặt

+ Bài tập tính toán lượng chất từ đồ thị

- Bài tập liên quan đến thực tiễn cuộc sống như:

+ Bài tập giải thích các hiện tượng thực tiễn liên quan đến nội dung bài học

+ Bài tập về hiệu suất phản ứng

- Bài tập phân biệt, nhận biết các hóa chất chứa trong các lọ bị mất nhãn

- Bài tập tách riêng các hóa chất ra khỏi hỗn hợp ban đầu

- Bài tập trình bày PP hóa học điều chế các chất từ các hóa chất cho trước,

hoặc trình bày các biện pháp có thể sử dụng để điều chế ra các chất

- Bài tập viết PTHH của các chất cho trước với nhau

- Bài tập viết PTHH xảy ra theo sơ đồ chuyển hóa cho trước

- Bài tập nêu hiện tượng và viết PTHH giải thích hiện tượng TN

1.5 Một số phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm

1.5.1 Phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực

Theo [17], DH theo định hướng phát triển NL là dạy học theo hướng tích cực (dạy học tích cực) chính là phát huy được tính tích cực nhận thức của HS Tức là

“dạy học lấy hoạt động của người học làm trung tâm” Đổi mới PPDH theo hướng chú trọng phát triển năng lực của HS thì GV không chỉ chú trọng tích cực hóa HS

về hoạt động trí tuệ mà còn tổ chức, chỉ đạo, hướng dẫn HS vận dụng kiến thức đã học vào giải quyết các vấn đề trong thực tiễn

Trong dạy học tích cực, HS là chủ thể hoạt động, giáo viên đóng vai trò người tổ chức hướng dẫn, đòi hỏi GV phải có kiến thức sâu, rộng, có kĩ năng sư phạm thì việc đổi mới PPDH theo hướng tính tích cực mới đạt hiệu quả

1.5.2 Phương pháp dạy học sử dụng thí nghiệm theo định hướng phát triển năng lực

1.5.2.1 Lưu ý khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học

Theo [2],[12], để sử dụng TN trong DHHH, GV và HS cần đáp ứng một số yêu cầu:

a Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên

- Đảm bảo an toàn cho HS: GV cần phải tuân theo tất cả những quy định về bảo hiểm Luôn giữ hóa chất, dụng cụ sạch sẽ và tốt, làm đúng kĩ thuật, bình tĩnh khi làm TN sẽ đảm bảo được an toàn Tuy nhiên, GV không nên quá cường điệu sự nguy hiểm của các TN và tính độc của các hóa chất làm cho HS sợ hãi

- Phải bảo đảm thành công của TN: tránh tình trạng TN không có kết quả; kể

cả với các TN đơn giản quen thuộc, GV cũng nên tiến hành thử trước

- TN rõ nét ; HS quan sát được đầy đủ: GV cần chú ý không đứng che lấp TN, kích thước dụng cụ và lượng hóa chất phải đủ lớn sao cho những HS ngồi xa cũng

có thể quan sát được rõ, bàn để biểu diễn TN cao vừa phải và cần bố trí dụng cụ TN như thế nào để mọi HS đều thấy rõ

- TN đơn giản, rõ ràng và đảm bảo tính khoa học: những TN quá phức tạp hoặc đòi hỏi phải nhiều thời gian GV có thể thực hiện vào tiết học thực hành hoặc giờ ngoại khóa

- Số lượng TN trong một bài nên vừa phải: không nên làm quá nhiều TN trong một tiết học Thời lượng tiến hành TN phải phù hợp thời gian của tiết học; GV chỉ nên chọn những TN có liên quan chặt chẽ đến kiến thức bài học

- Nội dung của TN phải liên quan đến nội dung của bài học, giúp HS nắm vững bản chất của vấn đề và tạo thành một thể liền mạch với kiến thức mà HS tiếp thu GV phải nêu vấn đề rõ ràng, giải thích mục đích của TN và tác dụng của từng dụng cụ

b Thí nghiệm thực hiện bởi học sinh

Hình thức TN do HS tự làm lấy khi hoàn thiện kiến thức nhằm minh họa, ôn tập, củng cố kiến thức đã học và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo được gọi là TN thực hành

- Giờ học thực hành cần được chuẩn bị tốt

+ Một trong những điều kiện giúp thực hiện thành công các TN thực hành là

HS đã chuẩn bị trước về mục đích của TN, HS cần làm gì và làm như thế nào, giải thích các hiện tượng xảy ra trong TN, rút ra những kết luận đúng đắn dưới sự hướng dẫn của GV hoặc đọc trước các tài liệu hướng dẫn TN

+ GV xác định trước nội dung và cách thức thực hiện TN để phù hợp với thời gian học cũng như cơ sở vật chất của nhà trường Giới thiệu nội quy của phòng

TN đối với lớp đầu tiên vào phòng TN Cố gắng chuẩn bị phòng riêng cho các giờ thực hành

+ Các TN được lựa chọn phải đơn giản ở mức độ tối đa nhưng đồng thời phải rõ ràng và tính mĩ thuật Trong đó sử dụng các dụng cụ TN đơn giản, nhưng vẫn đảm bảo các yêu cầu khoa học – sư phạm và an toàn Nên dùng những lượng hóa chất nhỏ để giáo dục HS tính cẩn thận, chính xác, tinh thần tiết kiệm Ngoài ra, một số TN dùng lượng nhỏ hóa chất sẽ đảm bảo an toàn hơn

- Khi chọn TN, GV cần tính đến tác động của các TN đó với việc hình thành

kĩ năng, kĩ xảo cho HS TN, GV phải theo dõi, giám sát công việc của HS chú ý tới

kĩ thuật của HS và trật tự chung của lớp, giúp đỡ kịp thời cho các nhóm khi cần thiết Không nên làm thay HS hay can thiệp vào công việc của các HS

1.5.2.2 Cơ sở lựa chọn phương pháp sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực phù hợp

* Sử dụng TN theo phương pháp nghiên cứu (theo [11], [26]) cần đưa ra được các

giả thuyết

- Kiến thức để dạy theo PP này là kiến thức mới, HS chưa được học lí thuyết chung

về chúng để có thể suy diễn, dự đoán được Vì vậy với phương pháp nghiên cứu cần đưa ra được các giả thuyết

- HS có thể vận dụng những kiến thức cơ sở có thể đưa ra các giả thuyết khác nhau, tuy nhiên có nhiều giả thuyết mà HS không thể lập luận loại trừ được Vì vậy

HS sẽ quan sát (hoặc tiến hành TN), phân tích các hiện tượng từ đó xác nhận được giả thuyết đúng

* Sử dụng TN theo phương pháp giải quyết vấn đề (theo [26],[28) cần tạo được mâu

thuẫn nhận thức

- GV tạo ra được mâu thuẫn nhận thức giữa kiến thức đã có của học HS với kiến thức mới bằng TN và cũng thông qua TN mà phân tích các hiện tượng từ đó rút ra kết luận, giải quyết mâu thuẫn nhận thức lúc đầu

- Khi được đặt vào tình huống có vấn đề, HS có nhu cầu giải quyết mâu thuẫn từ đó tiếp thu tri thức mới và các phương pháp nhận thức

* Sử dụng TN theo phương pháp kiểm chứng Theo [26], [28] HS cần dự đoán được

hiện tượng TN trên cơ sở những kiến thức đã có

- Dựa trên những kiến thức đã học, dựa trên việc quan sát hoặc tiến hành TN

HS suy ra tính chất của các chất mới tương tự chất đã học

- GV có thể sử dụng TN theo PP kiểm chứng khi nghiên cứu tính chất của các hợp chất có bản chất giống với các chất đã học có thể cho HS so sánh đặc điểm cấu tạo của chúng để HS suy luận dự đoán tính chất và hiện tượng,

1.5.3 Phương pháp dạy học hợp tác

Theo các tài liệu [4], [20], [26] PPDH hợp tác là phương pháp học tập trong

đó HS được chia thành những nhóm nhỏ, dưới sự hướng dẫn của GV làm việc phối hợp liên kết lại với nhau chịu trách nhiệm về một mục tiêu chung Các hoạt động cá nhân riêng biệt được tổ chức lại, liên kết hữu cơ chặt chẽ với nhau để đi đến kết quả Mỗi thành viên không chỉ có trách nhiệm thực hiện các hoạt động chung của nhóm mà còn phải có trách nhiệm hợp tác, giúp đỡ cho các thành viên trong nhóm hoàn thành nhiệm vụ được phân công GV là người hướng dẫn, theo dõi, giám sát, giúp đỡ HS tiếp thu tri thức mới

Học tập hợp tác không chỉ là việc HS ngồi cạnh nhau một cách cơ học, cùng nhau trao đổi, thảo luận giúp đỡ nhau, chia sẻ hiểu biết, kinh nghiệm mà còn ở mức

độ cao hơn đảm bảo các yếu tố: phụ thuộc nhau một cách tích cực, tương tác mặt đổi mặt trong nhóm HS, trách nhiệm cá nhân cao, sử dụng kĩ năng giao tiếp và kĩ năng xã hội, rút kinh nghiệm trong tương tác

PPDH hợp tác tạo ra môi trường thuận lợi cho HS học tập, tiếp nhận kiến thức, phát huy tiềm năn trí tuệ, góp phần tạo ra sự thành công của nhóm, đồng thời hướng dẫn họ biết cách rèn luyện phát triển kĩ năng hợp tác trong các hoạt động hợp tác

GV có thể phân chia nhóm theo phong cách, theo sở thích, theo lực

nhóm ngẫu nhiễn, các nhóm cố định trong một thời gian dài, nhóm có HS khá để hỗ trợ HS yếu, phân chia theo năng lực học tập khác nhau, phân chia theo các dạng học tập, nhóm với các bài tập khác nhau

Ví dụ như mô hình thảo luận nhóm nhanh: Nhóm thường gồm 2-4 HS trao đổi để trả lời câu hỏi, giải quyết vấn đề, phác thảo ý tưởng hay đề xuất phương án…

GV cần cung cấp đầy đủ dữ liệu liên quan và có thể gợi ý các lập luận chính, các câu hỏi thảo luận cần được trình bày rõ ràng để HS dễ thấy Có thể giao cho các nhóm những câu hỏi khác nhau nhưng có liên quan đến một vấn đề Sau đó GV tổ chứng thảo luận trước lớp, xác nhận ý kiến đúng và hình thành kiến thức

Một số ưu điểm của PPDH hợp tác như: tạo điều kiện cho HS hoạt động, trao đổi, khám phá, thu nhận tri thức; phát huy tính tích cực, sáng tạo, độc lập, tự chủ và khả năng ghi nhớ của HS; phát triển kĩ năng hợp tác, giao tiếp, kĩ năng xã hội cho

HS đặc biệt là các HS nhút nhát có cơ hội tham gia xây dựng bài học, từ đó cải thiện mối quan hệ giữa các HS với nhau; tạo không khí sôi nổi, bình đẳng và gắn bó trong học tập Khi tiến hành trao đổi và hợp tác, HS có cơ hội để nhận ra trình độ của bản thân về vấn đề đang thảo luận, xác định các điều cần học hỏi thêm từ các thành viên khác trong nhóm Qua đó, giúp cho giờ học trở thành quá trình học hỏi lẫn nhau chứ không phải sự tiếp thu thụ động từ GV

Quy trình thực hiện dạy theo nhóm bao gồm các bước sau:

Bước 1: Cả lớp làm việc chung

- GV giới thiệu chủ đề thảo luận nên vấn đề, các định nhiệm vụ nhận thức

- Phân chia và giao nhiệm vụ cho các nhóm; quy định thời gian và phân công vị trí làm việc của các nhóm có kèm theo hướng dẫn (nếu cần)

Bước 2: HS hoạt động nhóm

- Lên các bước thực hiện công việc

- Phân công công việc trong nhóm, từng cá nhân làm việc độc lập

- Trao đổi ý kiến, thảo luận nhóm

- Cử đại diện trình bày kết quả làm việc nhóm

Bước 3: Tổng kết

- Các nhóm cử người trình bày kết quả của nhóm mình

- Các nhóm còn lại quan sát, lắng nghe, chất vấn, bình luận và bổ sung ý kiến

- GV tổng kết, nhận xét, đặt vấn đề cho bài tiếp theo hoặc vấn đề tiếp theo

1.6 Thực trạng sử dụng thí nghiệm, bài tập thực nghiệm trong dạy học nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh ở một số trường trung học phổ thông

1.6.1 Mục đích điều tra

- Các PPDH tích cực mà GV thường sử dụng trong quá trình DHHH ở

trường THPT Thực trạng sử dụng TN và BTThN trong DHHH ở trường THPT

- Vai trò của NL ThNHH đối với bộ môn hóa học Mức độ quan tâm của GV và HS

đối với sự hình thành và phát triển NL ThNHH của học sinh

- Các yếu tố (điều kiện cơ sở vật chất PPDH, hình thức tổ chức dạy học đặc biệt là

việc sử dụng TN và BTThN trong DHHH) ảnh hưởng đến sự hình thành và phát

triển NL THHH của HS

1.6.2 Đối tượng và phương pháp điều tra

1.6.2.1 Đối tượng điều tra và địa bàn điều tra

Tôi tiến hành điều tra với 07 GV dạy môn Hóa học và 273 HS lớp 10 tại trường

THPT Chúc Động – Hà Nội và trường THPT Nguyễn Du – Hà Nội

1.6.2.2 Phương pháp điều tra

Tôi tiến hành khảo sát cơ sở vật chất phục vụ cho DHHH, phòng TN thực

hành hóa học, xây dựng phiếu điều tra dành cho GV và HS, tiến hành phiếu điều tra

và thu thập, xử lí số liệu Nội dung các phiếu điều tra được trình bày ở phụ lục

Ngoài ra tôi kết hợp với kết quả điều tra của đề tài “Phát triển năng lực thực hành

cho học sinh thông qua dạy học chương Nhóm halogen – Hóa học 10” đã được

thực hiện

1.6.3 Kết quả và đánh giá

1.6.3.1 Kết quả điều tra giáo viên

Qua điều tra, tôi thấy PPDH chủ yếu của GV là thuyết trình, đàm thoại và

giải quyết vấn đề Các PPDH tích cực như PPDH theo góc, theo nhóm Bên cạnh đó

GV cũng đã kết hợp với việc sử dụng TN và BTThN để dạy học Cụ thể, khi mức

độ sử dụng TN và BTThN của GV trên 60%

Biểu đồ 1.1 Mức độ sử dụng các PPDH của GV

Hình thức TN được thầy cô sử dụng nhiều là xem video TN, tranh ảnh cùng với TN thực hành của HS Dạng BT mà thầy cô sử dụng thường xuyên là bài tập phân biệt và bài tập nêu hiện tượng

Thông qua điều tra, các thầy cô đều cho rằng việc hình thành và phát triển

NL ThNHH là quan trọng và được thầy chú trọng phát triển khi dạy học Ngoài ra, các thầy cô đều đánh giá tính hiệu quả của sử dụng TNHH trong phát triển NLThN của HS ở tỉ lệ cao

Biểu đồ 1.2 Tầm quan trọng của phát triện NL ThNHH

Khi đánh giá về biểu hiện của NL ThNHH của HS thì các thầy cô cho rằng mức độ chủ yếu là khá; có một số biểu hiện được đánh giá tốt hơn như biết và thực hiện đúng nội quy, an toàn phòng TN Một số biểu hiện chỉ đạt loại kém như đề xuất lựa chọn TN hoá chất thay thế; thiết kế TN kiểm chứng hay biết cách xử lí các hoá chất độc hại

Biểu đồ 1.3 Đánh giá biểu hiện NL ThNHH của HS

Mặc dù quan tâm, chú trọng và thấy rõ hiệu quả của việc sử dụng TN đến sự hình thành và phát triển NL ThNHH cho HS, tuy nhiên trong quá trình tiến hành các biện pháp các thầy (cô) cũng gặp những khó khăn nhất định

Để nâng cao hiệu quả của việc sử dụng TN nhằm phát triển NL ThNHH cho

HS, các thầy cô đều đồng ý với phương pháp được đưa ra

Biểu đồ 1.4 Khó khăn của GV khi sử dụng TNHH

Khó khăn mà các thầy (cô) gặp phải chủ yếu là do TN độc hại (tỷ lệ rất khó khăn chiếm cao nhất) Bên cạnh đó, còn có một số khó khăn khác như: không có nhiều thời gian chuẩn bị, thực hiện; hay trong các đề thi, kiểm tra số câu hỏi liên

quan còn ít,

1.6.3.2 Kết quả điều tra học sinh

• Đánh giá về việc sử dụng TN và BTThN trong dạy – học môn hoá học

Khi HS được hỏi biết đến TN từ nguồn nào thì chủ yếu HS biết đến các TN thông qua sách giáo khoa và tài liệu tham khảo và bài giảng lí thuyết trên lớp Điều này cho thấy các thầy cô đã có chú trọng trong việc sử dụng TN khi DHHH Việc sử dụng TN dưới dạng TN với dụng cụ và hoá chất chiếm tỉ lệ cao nhất (39,6% thường xuyên) Với những TN không thể tiến hành trực tiếp các thầy cô cũng đã chuyển sang việc sử dụng hình ảnh hay video TN

Biểu đồ 1.5 Dạng TN được GV sử dụng

Tuy nhiên, mức độ HS biết đến TN thông qua các giờ học thực hành lại chưa cao mặc dù sử dụng TN trong trong các giờ thực hành là yêu cầu bắt buộc trong môn hóa học Điều này cũng được thể hiện qua biểu đồ tấn suất HS được thực hành TN (mức độ thỉnh thoảng chiếm đến 68%)

Biểu đồ 1.6 Tần suất HS thực hành TN

Về BTThN, các thầy cô cũng đã sử dụng các bài tập liên quan đến TN để đánh giá NL ThNHH của HS tuy nhiên tần suất cũng chưa cao (mức độ thỉnh thoảng chiếm 67,9%) Ngoài ra, hai dạng BTThN được thầy cô sử dụng nhiều là bài tập phân biệt, nhận biết hoá chất và bài tập liên quan đến thực tiễn cuộc sống

• Đánh giá nhận thức của học sinh về vai trò của TNHH và NL ThNHH

Khi được hỏi về mức độ quan trọng NL ThNHH, đa số các HS đều nhận thức được vai trò của việc phát triền NLThN (được thể hiện thông qua biểu đồ dưới)

Biểu đồ 1.7 Vai trò của NL ThNHH

Mặt khác, HS cũng đánh giá cao vai trò của TNHH Chỉ có khoảng 0,5% học sinh cho rằng TNHH không có vai trò gì, còn lại đa số HS đều thấy TNHH đem lại nhiều lợi ích trong quá trình học môn hoá Vai trò được HS đánh giá quan trọng nhất là biết vận dụng kiến thức giải thích hiện tượng trong thực tiễn cuộc sống

Như vậy, việc thay đổi phương pháp dạy và học để phát triển NLThN ở HS

Trong đó, hình thức sử dụng TN được HS yêu thích nhất là GV tổ chức cho các em thực hành theo nhóm HS và không thích hình thích GV sử dụng hình vẽ mô

phòng hay video TN Qua đó, ta thấy HS thích chủ động, tự bản thân tiếp thu những kiến thức; thích được quan sát những TN thực tế hơn là mô phỏng

Biểu đồ 1.8 Mức độ yêu thích của HS với hình thức TN

Mặc dù nhận thấy được tầm quan trọng NLThN và có thái độ yêu thích với việc sử dụng TNHH, tuy nhiên các HS vẫn chưa thực sự chủ động trong việc phát triển NLThN Thông qua các câu hỏi về thói quen của HS khi chuẩn bị và tham gia tiến hành TN chúng ta có thể thấy được điều đó

Theo như điều tra, hầu như HS chỉ có thói quen đọc trước TN (mức độ thường xuyên 31% và mức độ thỉnh thoảng là 54,5%) Trong khi đó các thói quen như tự thiết kế TN thay thế và sử công nghệ thông tin hầu như HS không có (mức

độ hiếm khi và không bao giờ chiếm khoảng 80%)

Biểu đồ 1.9 Thói quen khi tiến hành TN của HS

Nhìn vào biểu đồ có thể thấy HS có ý thức tham gia thực hành TN (tỉ lệ không làm gì và hiếm khi chiếm trên 80%) Tuy nhiên mức độ tham gia các hoạt động đa số là thỉnh thoảng; hoạt động mà HS tham gia nhiều là lựa chọn dụng cụ, hoá chất; tiến hành TN; quan sát mô tả hiện tượng; tham gia thảo luận nhóm HS vẫn còn e ngại trong việc trao đổi thắc mắc với GV

Khi được hỏi về khó khăn gặp phải khi thực hiện TN, hoạt động mà HS cảm thấy khó khăn nhất là đề xuất hoá chất dụng cụ thay thế và thết kế phương án TN thay thế Rõ ràng với những hoạt động khác truyền thống thì HS còn nhiều bỡ ngỡ

Tiểu kết chương 1

Trong chương 1, đề tài đã trình bày các vấn đề thuộc cơ sở lí luận và thực tiễn

- Cơ sở lí luận về các vấn đề:

+ NL và các NL cần phát triển cho HS THPT trong DHHH

+) Tập trung nghiên cứu về NL ThNHH bao gồm: khái niệm, cấu trúc, các biểu hiện

Đây là những cơ sở lí luận và thực tiễn để tôi nghiên cứu, tuyển chọn; xây dựng hệ thống TNHH, BTThN; sử dụng phối hợp với các PPDH tích cực trong dạy các bài học cụ thể nhằm phát triển NLThNHH cho HS được đề xuất trong chương 2

CHƯƠNG 2 PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO

HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN HALOGEN 2.1 Đặc điểm chung của phần Halogen

2.1.1 Đặc điểm vị trí phần Halogen

- Hiện tại, phần Halogen được phân bố thuộc chương V với tên “Nhóm

Halogen” trong chương trình hoá học lớp 10 cấp THPT

- Theo [7], phần halogen được phân bố thuộc phần hoá học vô cơ – chương

trình hoá học 10 - chương VI với tên “Nguyên tố nhóm VIIA”

Các nguyên tố nhóm halogen là một trong những nhóm phi kim điển hình; các đơn chất, hợp chất tạo nên từ các nguyên tố này có nhiều ứng dụng trong thực tiễn cuộc sống Nội dung kiến thức phần halogen góp một phần vào sự hoàn thiện những kiến thức ở cấp trung học cơ sở (THCS), cung cấp một lượng kiến thức hoá học phổ thông cơ bản, hiện đại, thiết thực ở mức độ thích hợp

2.1.2 Mục tiêu dạy học của phần Halogen

Theo [28], mục tiêu dạy học phần Halogen được thể hiện như sau:

2.1.2.1 Về kiến thức

- Mô tả được cấu tạo nguyên tử, xác định được số oxi hóa của halogen trong các

hợp chất

- Nêu được: tính chất vật lý, hóa học của các halogen và một số hợp chất quan trọng

- Nêu được ứng dụng, nguyên tắc chung, phương pháp điều chế các halogen và hợp

chất của chúng

- Giải thích được: nguyên nhân của tính oxi hóa mạnh của các nguyên tố halogen và

khả năng thể hiện tính khử của chúng

- Giải thích được sự giống nhau của các nguyên tố halogen, quy luật biến đổi tính

chất đơn chất và hợp chất trong nhóm

2.1.2.2 Về kỹ năng

- Lấy được phản ứng minh họa cho tính chất của các halogen và hợp chất của

chúng Viết được PTHH của những phản ứng đó

- Quan sát, mô tả, giải thích các hiện tượng TN nghiên cứu về các đơn chất halogen

và hợp chất của chúng

- Tiến hành thành công một số TNHH nghiên cứu tính chất phi kim và hợp chất

- Giải được một số bài tập định tính và định lượng có liên quan đến kiến thức trong phần halogen

2.1.2.3 Về thái độ

- Tạo cho HS lòng say mê học tập, yêu thích môn Hóa học; từ đó yêu thích khoa học

- Ý thức cẩn thận khi sử dụng hóa chất như flo, brom là những chất độc; có ý thức bảo vệ môi trường, chống ô nhiễm môi trường và vận dụng kiến thức hóa học vào

cuộc sống: bổ sung iot vào bữa ăn để chống bệnh bướu cổ, …

2.1.2.4 Về định hướng phát triển năng lực

- Phát triển NL ThNHH cho HS

- Ngoài ra, còn phát triển thêm các NL: NL GQVD, NL vận dụng kiến thức hóa học

vào thực tiễn, NL tính toán, NL sử dụng ngôn ngữ hóa học

2.1.3 Cấu trúc nội dung phần Halogen

Thời điểm hiện tại nội dung phần Halogen được xếp trong chương trình hóa

học 10 – chương 5:

Tên chương Lý thuyết Thực hành Luyện tập Tổng

* Nội dung kiến thức trong chương được chia thành ba vấn đề lớn:

- Tính chất, phương pháp điều chế các đơn chất halogen

- Sự biến đổi tính chất các nguyên tố trong nhóm

- Tính chất, phương pháp điều chế, ứng dụng các hợp chất của halogen

2.1.4 Phân tích nội dung kiến thức về thí nghiệm hóa học phần Halogen chương trình hóa học phổ thông

- Trong chương trình THCS, HS đã được biết đến các TNHH phần halogen trong các bài học: Bài 4 – Một số axit quan trọng; bài 16 -Tính chất hóa học của kim loại; bài 25 - Tính chất của phi kim; bài 26 – Clo Cụ thể là:

+ TN chứng minh tính axit của axit HCl: làm hóa đỏ quỳ tím, tác dụng với kim loại trước H (Al, Fe, Zn, ), tác dụng với bazơ, oxit bazơ, muối

+ TN clo tác dụng với kim loại như Cu, Fe, Na; tác dụng với hiđro

+ TN tính tẩy màu của nước clo, nước Gia-ven

+ TN điều chế clo trong PTN

Như vậy, HS đã có được một phần những kiến thức về TNHH phần halogen

và có thể hình thành được các kĩ năng thực hành cơ bản Các TN này các em cũng

sẽ được gặp lại trong chương trình THPT Tuy nhiên, trong chương trình THCS, các TN mà HS được học mang tính đại diện như: clo đại diện cho các nguyên tố nhóm halogen; HCl đại diện cho các hiđro halogenua Các TN liên quan đến các halogen còn lại như flo, brom, iot chưa được đề cập đến Vì thế, HS sẽ không có được sự so sánh về kiến thức giữa các nguyên tố trong cùng một nhóm; sự biến đổi tính chất hóa học của các nguyên tố theo quy luật

Đặc biệt, các TNHH mà HS được học ở THCS cũng chưa được khai thác sâu, kĩ năng của các em mới chỉ dừng lại ở mức độ quan sát, nhận ra các hiện tượng; nhận dạng một số dụng cụ hóa chất hay tiến hành một số TN đơn giản dưới

sự hướng dẫn của GV HS chưa hiểu và trình bày được hết tác dụng và cấu tạo của các dụng cụ, hóa chất cần thiết để làm TN Đặc biệt các em chưa biết tìm kiếm hóa chất, dụng cụ hay thiết kế TN thay thế từ những hóa chất thường gặp trong thực tiễn

cuộc sống Ví dụ:

+ Với TN chứng minh tính chất của axit, khi lên đến THPT các em sẽ có khả năng tự đề xuất và thiết kế được các phương án thí nghiệm và tự tìm kiếm các hóa chất, dụng cụ để thực hiện các TN thay thế như dùng bắp cải tím thay thế cho chất chỉ thị pH, lấy axit từ quả chanh hay dấm ăn, CaCO3 từ vỏ trứng hay NaHCO3 có trong thành phần thuốc chữa đau dạ dày

+ Với TN clo tác dụng với sắt, ở dưới đáy bình sẽ để một lớp cát hoặc một lớp nước để tránh hiện tượng sắt nóng chảy mạnh rơi xuống gây vỡ bình, nhưng nên

sử dụng nước hơn để nhận biết sản phẩm sinh ra là muối sắt (III) clorua có màu nâu

đỏ Ở mức độ THCS, các em sẽ chưa phân tích được tại sao chúng ta nên dùng lớp nước để tránh hiện tượng sắt nóng chảy mạnh rơi xuống gây vỡ bình với mục đích

là giúp việc quan sát hiện tượng trở nên rõ ràng hơn

+ Ở cấp THCS, HS được học clo được điều chế trong PTN bằng cách đun nhẹ HCl với chất oxi hóa mạnh như MnO2 (hoặc KMnO4) và khí thu được phải đi qua bình H2SO4 đặc Tuy nhiên, ở THPT các em sẽ được khai thác kĩ hơn cách sử dụng hóa chất hợp lý, phù hợp với điều kiện phản ứng: với KMnO4 có tính oxi hóa mạnh hơn, không cần đun nóng; hay trước khi đi qua bình đựng H2SO4 phải đi qua bình đựng NaCl bão hòa để loại bỏ HCl dư trước Ngoài ra, ở THPT HS được rèn luyện nhiều hơn về kĩ năng thực hiện TN an toàn bằng việc giải thích từng bước thực hiện như tại sao lọ đựng khí clo lại có bông tâm NaOH bịt ở miệng ống nghiệm (loại bỏ clo dư do clo là một khí độc)

Rõ ràng, các TNHH ở THCS mới chỉ giúp HS bắt đầu hình thành những biểu hiện đầu tiên của NL THNHH nhưng chưa phát triển được ở mức độ cao Lên đến chương trình THPT, HS sẽ được tiếp cận và tiến hành trực tiếp nhiều TNHH hơn về các nguyên tố nhóm halogen và các hợp chất của chúng Từ đó HS có sự so sánh về kiến thức lúc trước và sau, từ đó các em sẽ có cái nhìn tổng quát về bài học cũng như được rèn luyện và phát triển hơn về NL THNHH thông qua hệ thống TNHH và BTThN được tuyển chọn, xây dựng và cách sử dụng hợp lý trong mỗi bài

2.2 Nguyên tắc, quy trình xây dựng hệ thống thí nghiệm nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông

2.2.1 Một số nguyên tắc khi tuyển chọn – sử dụng thí nghiệm hóa học phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông

Tham khảo các tài liệu [10] [14] [17], luận văn có đưa ra một số nguyên tắc

tuyển chọn và sử dụng TNHH nhằm phát triển NL ThNHH cho HS THPT

2.2.1.1 Một số nguyên tắc tuyển chọn thí nghiệm hóa học trong dạy học hóa học

Muốn các TN đi vào bài giảng hoá học ở THPT một cách có hiệu quả để từ đó phát triển NL THNHH của HS thì hệ thống các TN phải được tuyển chọn theo một

Ví dụ: Khi dạy nội dung liên quan đến tính chất hóa học của axit clohiđric

Kiến thức trọng tâm của bài học là phần tính chất hoá học: tính axit và tính khử Tính axit: Làm đổi màu chất chỉ thị; tác dụng với bazơ; oxit bazơ; tác dụng với muối và tác dụng với các kim loại đứng trước (H) trong dãy hoạt động hoá học của kim loại Vì thế GV có thể lựa chọn các TN như: HCl tác dụng với Zn,CaCO ,3( )2

Cu OH ,CuO

- TN phải rõ ràng, HS dễ quan sát

Ví dụ: Khi dạy nội dung liên quan đến tính chất hóa học của HCl

Để chứng minh rằng axit HCl có khả năng tác dụng với các bazơ: GV nên sử dụng các bazơ không tan và khi tạo dung dịch có màu sắc để HS dễ quan sát hiện tượng (ví dụ: Cu(OH)2) mà không nên sử dụng các bazơ tan như NaOH vì khi thực hiện thí nghiệm hiện tượng không nổi bật Nếu muốn sử dụng các bazơ tan nên dùng kết hợp thêm với các hoá chất khác như: phenolphtalein để hiện tượng rõ ràng hơn

- TN khơi gợi được hứng thú với người dạy và người học

- TN dễ kiếm hoá chất, đơn giản, không quá phức tạp, cầu kỳ

Ví dụ: Bài 25: Flo – brom –iot

Do flo là chất rất độc, vì thế flo là hoá chất rất khó có sẵn trong phòng thí nghiệm cũng như các yêu cầu liên quan đến các bước tiến hành thí nghiệm rất cao

Vì thế các thí nghiệm liên quan đến tính chất của flo thì GV có thể cho học sinh quan sát hình ảnh hoặc video TN hoặc các TN mô phỏng bằng cách sử dụng phòng

TN ảo thay vì tiến hành trực tiếp