Phân tích một số sai lầm của học sinh qua giải câu hỏi trắc nghiệm hóa học trường THPT

PHÂN TÍCH MỘT SỐ SAI LẦM CỦA HỌC SINH QUA GIẢI CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC TRƯỜNG THPT Việc sử dụng kết quả từ sai lầm của học sinh để đưa ra các phương án can thiệp (phương án nhầm lẫn) trong câu hỏi.

PHÂN TÍCH MỘT SỐ SAI LẦM CỦA HỌC SINH QUA GIẢI CÂU HỎI

TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC TRƯỜNG THPT

Việc sử dụng kết quả từ sai lầm của học sinh để đưa ra các phương án can thiệp (phương án nhầm lẫn) trong câu hỏi trắc nghiệm sẽ giúp giáo viên phân tích các tình huống sai lầm và có biện pháp khắc phục Với phương pháp giảng dạy dựa trên lỗi của học viên, học viên sẽ ghi nhớ lỗi sai của mình và tránh lặp lại lỗi tương

tự trong học tập Câu hỏi trắc nghiệm được sử dụng rộng rãi trong kỳ thi THPT Quốc gia hàng năm ở Việt Nam Tuy nhiên, để đánh giá những sai lầm của học sinh trong quá trình tổ chức dạy và học ở trường phổ thông, việc thiết kế câu hỏi trắc nghiệm cần tập trung vào kết quả của các phương án giao thoa Từ việc phân tích kết quả từ những tình huống sai lầm, các phương án can thiệp đủ mạnh để đánh giá tác động từ những sai lầm

1 Giới thiệu

Nhiều tác giả đã có những nghiên cứu sâu về những sai lầm trong dạy học trên thế giới, một trong số đó là Richard M Felder, Đại học North Carolina State và Rebecca Brent, Hoa Kỳ Trong những nghiên cứu này, tác giả đã chỉ ra mười sai lầm quan trọng nhất thường mắc phải trong quá trình giảng dạy của giáo viên Một trong những sai lầm nguy hiểm nhất của anh là giảng dạy không có mục tiêu rõ ràng, thiếu tôn trọng và tương tác với học viên, không nắm bắt tâm lý người học, không biết mình có thể mắc lỗi trong quá trình học.1

Theo Keith Taber, các dạng lỗi khác nhau mà có phương pháp tác động để học sinh khắc phục lỗi cũng khác nhau – Hình 12 “Sinh viên tư duy và học tập trong khoa học: quan điểm về bản chất và sự phát triển ý tưởng của người học”



 Hình 1 _ Mô hình phân tích lỗi trong dạy học của Keith Taber

Theo mô hình của Keith Taber ở trên cũng như quan niệm của Andy Chandler -Grevatt, sai lầm của người học chủ yếu do bốn nguyên nhân: thiếu kiến thức, thiếu kết nối, hiểu sai hoặc ngộ nhận “Sự khác biệt giữa hiểu lầm và ngộ nhận là hiểu lầm thường nảy sinh trong quá trình dạy và học Trong khi đó, những quan niệm sai lầm đã phát triển bên ngoài lớp học Họ thường được hình thành về mặt văn hóa và có tổ chức mạnh mẽ”3

Đồng quan điểm, James H McMillan chỉ ra lý do tại sao phân tích sai lầm là một phần thiết yếu của việc học tập hiệu quả và cách giáo viên có thể sử dụng nó để thúc đẩy việc học tập của học sinh4

Trang “www.matrix.edu.au” cũng chỉ ra 8 lỗi học sinh chủ yếu mắc phải trong kỳ thi HSC môn hóa của Australia, trong đó có những lỗi phổ biến giống học sinh Việt Nam như viết sai phương trình hóa học, không nắm vững kiến thức của độ hòa tan,…5

Theo Andy Chandler trên trang “www.educaton in chemistry” nổi tiếng về giảng dạy Hóa học, giáo viên có kinh nghiệm sẽ phát hiện ra những sai lầm phổ biến của người học trong việc học hóa học Tuy nhiên, không phải lúc nào họ cũng nhận ra nguyên nhân dẫn đến sai lầm và biện pháp khắc phục thường là vấn đề quan trọng Phương pháp Pinchpoint sẽ chỉ ra nguyên nhân dẫn đến sai lầm của người học và cho phép phân biệt các nhóm sai lầm khác nhau Ngoài ra, học sinh có thể

áp dụng các khái niệm hoặc kỹ năng khó một cách tự tin hơn vào các tình huống mới6

Năm 2013, trong bộ sách giới thiệu câu hỏi và đáp án miễn phí cho kỳ thi AP (Advanced Placement), các tác giả đã giới thiệu tổng quan về từng câu hỏi tự trả lời và cách học sinh thực hiện các câu trả lời đó Với mỗi câu hỏi yêu cầu học sinh chỉ ra những lỗi sai cơ bản7

Ở Việt Nam, đã có một số nghiên cứu của Cao Cự Giác, Nguyễn Xuân Trường, Hoàng Thanh Phong về sai lầm của học sinh khi giải bài tập hóa học THPT, trong

đó chỉ ra một số sai lầm khi giải bài tập hóa học vô cơ.8 Trong phạm vi bài viết này, chúng tôi sẽ phân tích một số sai lầm của học sinh qua bài tập trắc nghiệm ở trường trung học phổ thông

2 Phân Tích Một Số Sai Lầm Trong Quá Trình Giải Câu Hỏi Trắc Nghiệm Hóa Học

Sử dụng kết quả từ những sai lầm của học sinh để đưa ra các phương án can thiệp trong câu hỏi trắc nghiệm, sẽ giúp giáo viên phân tích những tình huống sai lầm

xảy ra và có biện pháp khắc phục Với phương pháp dạy học dựa trên sai lầm của học sinh, học sinh sẽ ghi nhớ những sai lầm của mình và tránh lặp lại những sai lầm tương tự trong học tập

Ví dụ 1: Hợp chất mạch hở X có công thức phân tử là C 4 H 9 NO 2 Cho 10,3 gam

X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH sinh ra một chất khí Y và dung dịch Z Khí Y đặc hơn không khí làm giấy quỳ tím ẩm chuyển sang màu xanh Dung dịch

Z có thể làm mất màu dung dịch brom Đun cạn dung dịch Z thu được m gam muối khan Giá trị của m là

A 8,2 B 9,4 C 9,6 D 10,8

Quá trình tư duy: Khi giải bài tập này, học sinh thường mắc một số sai lầm qua

các tình huống sau:

Sai lầm tình huống 1: Học sinh không chú ý khí Y nặng hơn không khí nên cho

rằng X là muối amoni, suy ra công thức cấu tạo của X là CH 2 =CH–CH 2 – COONH 4 Phương trình phản ứng:

CH 2 =CH–CH 2 –COONH 4 + NaOH

0,1 mol

CH 2 =CH–CH 2 –COONa + NH 3 + H 2 O

0,1 mol

Khối lượng muối: m = 0,1 x 108 = 10,8 (g) Đáp án D sai

Sai lầm tình huống 2: Học sinh không coi dung dịch Z có khả năng làm mất màu

dung dịch brom nên X có công thức cấu tạo là: CH 3 COOCH 2 CH 2 NH 2

CH 3 COOCH 2 CH 2 NH 2 + NaOH

0,1 mol

CH 3 COONa + HO-CH 2 -CH 2 -NH 2

0,1 mol

Khối lượng muối: m = 0,1 x 82 = 8,2 (g) Đáp án sai là A

Lời giải đúng cho bài tập này là:

Vì X + NaOH Y (khí)

Y đặc hơn không khí (Mkhông khí = 29 g/mol) nên Y không thể là NH 3 X có công thức cấu tạo là CH 2 =CHCOONH 3 CH 3 (vì Z có khả năng làm mất màu dung dịch Br 2 , Z có liên kết đôi C= C):

CH 2 =CHCOONH 3 CH 3 + NaOH

0,1 mol

CH 2 = CHCOONa + CH 3 NH 2 + H 2 O

0,1 mol

Số mol C 4 H 9 NO 2 = 10,3/103 = 0,1 mol m Z = 0,1.94 = 9,4 (g) Đáp án đúng

là B

Ví dụ 2: Cho 5,6 g bột sắt vào dung dịch AgNO 3 dư , khuấy đều đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được bao nhiêu gam chất rắn?

A 24,2 B 21,6 C 32,4 D 10,8

Quá trình tư duy: Dung dịch AgNO 3 dư nên Fe bị oxi hóa hoàn toàn thành Fe(NO 3 ) 3

(1)

(2)

(3)

Từ (3) →

Đáp án là C

Sai lầm tình huống 1: Nếu học sinh chỉ dừng lại ở phương trình hóa học của phản

ứng (1) rồi tính toán do không biết hoặc quên rằng AgNO 3 dư có thể oxi hóa tiếp Fe(NO 3 ) 2 thành Fe(NO 3 ) 3 Từ 1)

Phương án giao thoa là B

Sai lầm tình huống 2: Nếu học sinh vẫn viết được phương trình hóa học của phản

án sai là D

Sai lầm tình huống 3: Nếu học sinh cho rằng chất rắn là muối Fe(NO 3 ) 3 và số mol bằng số mol Fe nên

Phương án giao thoa là A

Ví dụ 3: Chất nào sau đây có nhiệt độ sôi thấp nhất?



 Nhân vật

Quy trình suy nghĩ: Hai phương án B và C được xây dựng tương tự phương án A,

đều là benzenđiol nên học sinh khó phân biệt Phương án D có hai nhóm ở vị trí trực giao với nhau như phương án A cũng có hiệu ứng giao thoa tốt Như vậy, sự giống nhau thường gây nhầm lẫn cho học sinh, nếu không hiểu ảnh hưởng của liên kết hiđro liên phân tử và nội phân tử đến nhiệt độ sôi của chất thì dễ bị lôi cuốn bởi các phương án giao thoa trên

3 Kết quả và thảo luận

Để đánh giá tác động của việc phân tích sai số trong quá trình giải câu hỏi trắc nghiệm hóa học có ảnh hưởng tích cực đến chất lượng dạy và học môn hóa học ở

các trường THPT Việt Nam, chúng tôi đã tổ chức dạy học nhóm TN và ĐC để kiểm tra và phân tích điểm số, thu được các kết quả sau ( Bảng 1 )

Kết quả thí nghiệm được xử lý bằng phương pháp thống kê toán học9 ,10 như sau: (i) Lập bảng phân bố tần suất, tần suất lũy tích; (ii) Vẽ đồ thị đường tích lũy từ bảng phân bố tần số tích lũy; (iii) Tính toán các thông số đặc trưng • Giá trị trung bình: Đặc trưng cho nồng độ dữ liệu

trong đó n i là tần số của các giá trị x i và n là số học sinh thực nghiệm

Phương sai S 2 và độ lệch chuẩn S: Là thông số đo mức độ phân tán của dữ liệu xung quanh giá trị trung bình

Giá trị S càng nhỏ, dữ liệu càng ít phân tán

Sai số chuẩn của m:

Giá trị của sẽ thay đổi trong đoạn [ - m; +m]

Hệ số biến thiên của V:

- Khi 2 bảng số liệu của 2 nhóm có giá trị tương đương nhau thì dựa vào giá trị độ lệch chuẩn S, nhóm có S nhỏ là nhóm có chất lượng tốt hơn

- Khi hai bảng số liệu của hai nhóm có giá trị khác nhau thì so sánh giá trị V Nhóm có giá trị V nhỏ là nhóm có chất lượng đồng đều hơn

Để khẳng định sự khác biệt giữa 2 giá trị và có ý nghĩa với mức ý nghĩa α, ta sử dụng kiểm định t - Student

Chọn α từ 0,01 đến 0,05, tra bảng phân phối sinh viên tìm giá trị của t(α, k) với độ lệch tự do k = 2n - 2

- Nếu t ≥ t(α, k) thì sự khác biệt giữa và có ý nghĩa với mức ý nghĩa α

- Nếu t < t(α, k) thì sự khác biệt giữa và không đủ ý nghĩa với mức

ý nghĩa α

 Bảng 1 Tổng hợp kết quả TNSP

 Bảng 2 Bảng phân bố tần suất, tần suất lũy tích (Bài 1)

 Hình 2 Tỷ lệ học sinh đạt điểm Xi trở xuống (Bài 1)

 Bảng 3 Bảng phân bố tần suất, tần suất lũy tích (Bài 2)

 Hình 3 Tỷ lệ học sinh đạt điểm Xi trở xuống (Bài 2)

 Bảng 4 Phân loại kết quả học tập

 Bảng 5 Tóm tắt các thông số điển hình

Qua kết quả TNSP chúng tôi nhận thấy kết quả thực nghiệm của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC, thể hiện ở:

(1) Tỉ lệ HS đạt loại TB của nhóm TN luôn thấp hơn nhóm ĐC và ngược lại, tỉ lệ

HS đạt loại khá, trung bình của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC

(2) Đồ thị các đường tích lũy của nhóm TN nằm bên phải và bên dưới đồ thị các đường tích lũy của nhóm ĐC

(3) Điểm trung bình của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC

(4) Sử dụng bài kiểm tra sinh viên cho 2 bài kiểm tra:

Bài kiểm tra 1:

Trong bảng phân phối Student, lấy α = 0,05 trong đó k = 40 x 2 - 2 = 78 → t k, α = 2,640

Do đó, t 1 > t k, α sự khác biệt giữa và là đáng kể

Bài kiểm tra 2:

Trong bảng phân phối Student, lấy α = 0,05 trong đó k = 41 x 2 - 2 = 80 → t k, α = 2,639

Do đó, t 2 > t k, α sự khác biệt giữa và là đáng kể

4 Kết luận

Câu hỏi trắc nghiệm được sử dụng rộng rãi trong các kỳ thi THPT quốc gia hàng năm ở Việt Nam Tuy nhiên, để đánh giá những sai lầm của học sinh trong quá trình tổ chức dạy và học ở trường phổ thông, việc thiết kế câu hỏi trắc nghiệm cần tập trung vào kết quả của các phương án giao thoa Việc phân tích kết quả từ các tình huống mắc lỗi sẽ giúp các phương án can thiệp đủ mạnh để đánh giá tác động

từ các sai lầm