Chuyên đề tổ CHỨC HOẠT ĐỘNG dạy học KHÁM PHÁ có sử DỤNG THÍ NGHIỆM

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGÀNH SƯ PHẠM KHOA HỌC TỰ NHIÊN Chuyên đề TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC KHÁM PHÁ CÓ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM Nhóm 2 Lớp học phần Sáng thứ 3 Mã lớp học phần SCIE144101 Tên h[.]

Chuyên đề

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC KHÁM PHÁ

CÓ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM

Nhóm 2

Lớp học phần: Sáng thứ 3

Mã lớp học phần: SCIE144101 Tên học phần: Sử dụng thí nghiệm trong dạy học môn Khoa học tự nhiên

Giảng viên hướng dẫn: TS Thái Hoài Minh

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2022

Họ và tên MSSV Nội dung thực hiện

Nguyễn Thành Duy 46.01.401.042 PPT

Trương Thị Thanh Thúy 46.01.401.266 VD, PPT (edit) Kiều Minh Bảo 46.01.401.019 PPT

Nguyễn Văn Vinh 46.01.401.321 VD, KN Nguyễn Thị Châm 46.01.401.024 VD,

Lê Văn Thông 46.01.401.253 VD, QT

MỤC LỤC

1 Khái niệm 1

1.1 Phương pháp dạy học khám phá 1

1.2 Đặc điểm chính của dạy học khám phá (Theo M D Sviniki (1998)) 1

1.2.1 Học tập tích cực 1

1.2.2 Học tập có ý nghĩa 3

1.2.3 Thay đổi niềm tin và thái đô 3

1.3 Điểm khác nhau cơ bản trong dạy học khám phá với phương pháp dạy học truyền thống 4

1.2 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học 4

1.3 Ưu điểm của dạy học khám phá 4

2 Quy trình thực hiện 5

2.1 Chuẩn bị 5

2.2 Tổ chức học tập khám phá 5

2.3 Điều kiện sử dụng 6

3 Ví dụ minh hoạ 6 Phụ lục

Tài liệu tham khảo

1 Khái niệm

1.1 Phương pháp dạy học khám phá

Khám phá là quá trình hoạt đông và tư duy, có thể bao gồm quan sát, phân tích, nhận định, đánh giá, nêu giả thuyết, suy luận… nhằm đưa ra những khái niệm, phát hiện ra những tính chất, quy luật trong các sự vật, hiện tượng và các mối liên hệ giữa chúng

Có 5 kiểu khám phá, đó là:

- Khám phá quy nạp (Inductive Inquiry)

- Khám phá diễn dịch (Deductive Inquiry)

- Dạy học tự phát hiện (Discovery Learning)

- Giải quyết vấn đề (Problem Solving)

- Dạy học dự án (Project based – learning)

Mô hình 4 cấp độ khám phá do Rezba, Auldridge, và Rhea đề xuất:

Khi xem xét hoạt đông khám phá của HS, người ta chú trọng tới mức đô chủ đông, tính đôc lập hoạt đông của HS Để phân biệt các mức đô của hoạt đông dạy học khám phá, ta có thể căn cứ vào mức đô can thiệp của GV vào quá trình khám phá của HS

Để hỗ trợ GV trong việc sử dụng thành công các thí nghiệm khám phá trong dạy học Sinh học khi Chương trình mới được triển khai, chúng tôi xin giới thiệu mô hình 4 cấp đô khám phá do Rezba, Auldridge, và Rhea (1999, trích trong Bell, Smetana, & Binns (2005)) đề xuất:

1 Khám phá xác nhận (confirmation): HS xác nhận nguyên lí, kiến thức cần học thông qua tiến hành thí nghiệm đã biết trước kết quả Ở mức đô khám phá này, GV là người cung cấp câu hỏi/vấn đề nghiên cứu, tiến trình nghiên cứu, và kết luận cần rút ra

từ việc tiến hành thí nghiệm

2 Khám phá theo kế hoạch (structured inquiry): HS tìm kiếm câu trả lời cho vấn đề

do GV đề xuất theo tiến trình nghiên cứu cho sẵn

3 Khám phá có hướng dẫn (guided inquiry): HS tiến hành nghiên cứu vấn đề do

GV đề xuất Tuy nhiên, các em phải tự xây dựng tiến trình nghiên cứu để trả lời câu hỏi đưa ra;

4 Khám phá (open inquiry): HS tự đề xuất vấn đề cần nghiên cứu và xây dựng tiến trình để giải quyết vấn đề đó

Dạng Hoạt động của GV Hoạt động của HS DHKP

1

Nêu kết quả thí nghiệm và yêu cầu HS

thực hiện

Xác nhận nguyên

lí, kiến thức cần học thông qua tiến hành thí nghiệm có kết quả trước

Khám phá xác nhận (Confirmation)

2

Đặt vấn đề, để ngỏ phương pháp giải

Tìm câu trả lời cho vấn đề do GV đề xuất theo tiến trình nghiên cứu có sẵn

Khám phá theo kế hoạch (Structured Inquiry)

3

Nêu các hoạt đông

để HS thực hiện

Tiến hành nghiên cứu vấn đề do GV đề xuất Tự nghiên cứu

để trả lời câu hỏi đưa

ra

Khám phá có hướng

dẫn (Guided Inquiry)

4 Theo dõi và hướng

dẫn HS thực hiện

Tự đề xuất vấn đề cần nghiên cứu và xây dựng tiến trình

để giải quyết vấn đề

Khám phá (Open Inquiry)

Dạy học khám phá là môt phương pháp dạy học tích cực, trong đó người học

được trải nghiệm qua bước khám phá dưới sự định hướng của giáo viên nhằm phát hiện tri thức, vận dụng chúng để giải quyết các vấn đề thường gặp trong thực tiễn, qua đó rèn luyện phẩm chất và phát triển năng lực khám phá thế giới tự nhiên

1.2 Đặc điểm chính của dạy học khám phá (Theo M D Sviniki (1998))

1.2.1 Học tập tích cực

Người học là người tham gia tích cực trong quá trình học tập chứ không phải là

người tiếp nhận thụ đông những lời giảng của thầy giáo

- Khi học sinh là người tham gia tích cực, học sinh sẽ tập trung chú ý cao hơn

trong quá trình học tập của mình Việc học tập sẽ không xảy ra nếu học sinh lơ là với việc học tập

- Các hoạt đông nhằm tập trung chú ý của học sinh vào những tư tưởng then chốt

mà các em được xem xét Các hoạt đông luôn được thiết kế để làm rõ môt khái niệm hoặc môt qui trình chứ không phải chỉ vì để hoạt đông tích cực Giai đoạn đầu tiên của quá trình học tập là phát hiện ra cái cần được học và học sinh được thu hút vào những hoạt đông đó

- Tham gia tích cực nhằm để kiến tạo nên những lời giải, nhờ vậy mà học sinh sẽ có cơ hôi thực hiện các quá trình xử lý thông tin môt cách sâu sắc hơn Khi học tập khám

phá học sinh phải dựa vào kiến thức trước đó để đáp ứng những yêu cầu của các hoạt đông Vì vậy, các em phải trải qua quá trình xử lý tài liệu Nhờ vào quá trình xử lý này

mà các em dễ huy đông lại về sau khi cần vì nó đã có sự gắn kết với các kiến thức đã học của các em

- Học tập khám phá giúp học sinh có cơ hôi nhận được phản hồi sớm về sự hiểu

biết của mình Trong cách dạy truyền thống, giáo viên thường dạy học theo tốc đô của mình, thường ít quan tâm xem học sinh có nắm được các thông tin mà thầy giáo truyền đạt được hay không Trong dạy học khám phá, việc hổng kiến thức của học sinh không thể bị bỏ qua; việc phản hồi đối với giáo viên xảy ra ngay trong bản thân nhiệm vụ học

tập: học sinh thành công hay thất bại Giáo viên có được thông tin phản hồi khi giáo viên xem xét sự tiến triển của học sinh trong quá trình thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh Giáo viên phải đối mặt với những thực trạng về sự hiểu biết của học sinh và bắt buôc giáo viên phải có những ứng xử kịp thời

- Học trong môi trường tích cực làm cho học sinh có sự “ghi nhớ có tình tiết”; tức

là việc ghi nhớ này gắn liền với môt sự kiện Nhờ thế mà học sinh có thể tái tạo lại kiến

thức nếu họ quên

- Dạy học khám phá gợi được đông cơ học tập cho học sinh Hầu hết các quá trình trong dạy học khám phá là khêu gợi được tính tò mò của học sinh Khía cạnh tò mò và quá trình tìm kiếm những điều còn ẩn dấu nhằm thỏa mãn tính tò mò cả hai đều là những

dạng của đông cơ

1.2.2 Học tập có ý nghĩa

Môt chìa khóa thành công thứ hai của dạy học khám phá đó là việc học có ý nghĩa

- Dạy học khám phá có nhiều ý nghĩa vì nó tận dụng sự liên tưởng của bản thân

học sinh như là cơ sở của sự hiểu biết Trong học tập khám phá, học sinh phải sử dụng ngôn ngữ riêng của mình để diễn tả những điều mình phát hiện Có cơ hôi liên kết kiến thức mới với hệ thống kiến thức vốn có của mình; điều này giúp học sinh có thể huy đông lại chúng khi cần

- Dạy học khám phá buôc học sinh phải đương đầu với những ý tưởng hiện có của mình về chủ đề, nhiều trong chúng có thể là những sự hiểu sai lệch, và làm cho nó tương

thích với điều mà các em quan sát Trong giáo dục khoa học, môt trong những vấn đề khó khăn nhất là vấn đề hiểu sai của học sinh Trong dạy học khám phá, học sinh có cơ hôi để điều chỉnh lại nhận thức sai của mình nhờ vào môi trường học tập

- Dạy học khám phá có tính cụ thể và do đó dễ cho người bắt đầu học trong lĩnh

vực nào đó Hầu hết các nhiệm vụ khám phá được dựa trên các bài toán thực hoặc tình huống thực Vì vậy, dạy học khám phá giúp học sinh dễ dàng hiểu được kiến thức

- Dạy học khám phá làm cho thông tin rõ ràng hơn Trong dạy học khám phá, các

kiến thức thường được trình bày trong môt bối cảnh gắn liền với việc sử dụng nó, người

học dễ nhận ra cách sử dụng nó và thấy được giá trị của kiến thức đối với bản thân mình

- Dạy học khám phá khuyến khích người học tự nêu câu hỏi và tự giải quyết các

bài toán; nhờ đó, học sinh sẽ tự tin hơn khi gặp các vấn đề cần giải quyết

1.2.3 Thay đổi niềm tin và thái đô

- Dạy học khám phá cho học sinh niềm tin rằng sự hiểu biết có được là do chính

các em kiến tạo lấy chứ không phải nhận từ thầy giáo

- Dạy học khám phá cho học sinh thấy rằng khoa học là môt quá trình chứ không phải là tập hợp các dữ kiện Dạy học khám phá được thiết kế nhằm cho phép học sinh hành đông như môt nhà khoa học Học sinh có dịp trải qua quá trình quan sát, thử - sai, hình thành giả thuyết, kiểm chứng giả thuyết…

- Dạy học khám phá đặt nhiều trách nhiệm về học tập hơn cho người học Trong quá trình học tập khám phá, học sinh thường phải vận dụng các quá trình tư duy để giải quyết vấn đề và phát hiện ra các điều cần học; vì vậy, các em phải có nhiều trách nhiệm hơn cho sự học tập của mình

1.3 Điểm khác nhau cơ bản trong dạy học khám phá với phương pháp dạy học truyền thống

- Người học tích cực chứ không thụ đông;

- Việc học tập có tính quá trình chứ không là nôi dung;

- Thất bại là quan trọng;

- Phản hồi là cần thiết;

- Sự hiểu biết sâu hơn

1.4 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học

Thí nghiệm được hiểu là môt quá trình được tiến hành nhằm ủng hô, bác bỏ, hoặc chứng minh tính chính xác môt giả thiết hay là việc “gây ra môt hiện tượng theo quy

mô nhỏ để quan sát nhằm củng cố lí thuyết đã học hoặc kiểm nghiệm môt điều mà giả thuyết đã dự đoán môt cách có hệ thống và trên cơ sở lí luận.” (Informatik, n.d)

Thí nghiệm còn được xem là:

- Nguồn cung cấp kiến thức cho học sinh (HS): bằng việc tiến hành thí nghiệm, HS có thể rút ra được kiến thức khoa học thông qua quan sát, thao tác trên đối tượng cần nhận thức, ghi chép kết quả quan sát và giải thích kết quả quan sát từ đó hình thành kiến thức mới

- Phương tiện tổ chức các hoạt đông tích cực cho HS: việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học sẽ cho phép HS được trực tiếp tham gia vào trải nghiệm học tập hoặc tăng cường tính trực quan khi dạy các kiến thức có tính lí thuyết cao so với các phương pháp thuyết trình, diễn giảng hoặc giảng giải

- Cầu nối giữa lí thuyết và thực tiễn

- Phương tiện hình thành và phát triển ở HS những kĩ năng, kĩ xảo và tư duy kĩ thuật 1.5 Ưu điểm của dạy học khám phá

- Phát huy được nôi lực của học sinh, tư duy tích cực - đôc lập - sáng tạo trong quá trình học tập

- Giải quyết thành công các vấn đề là đông cơ trê tuệ kích thích trực tiếp lòng ham mê học tập của học sinh Ðó chính là đông lực của quá trình dạy học

- Hợp tác với bạn trong quá trình học tập, tự đánh giá, tự điều chỉnh vốn tri thức của bản thân là cơ sở hình thành phương pháp tự học

- Ðông lực thúc đẩy sự phát triển bền vững của mỗi cá nhân trong cuôc sống

- Giải quyết các vấn đề nhỏ vừa sức của học sinh được tổ chức thường xuyên trong quá trình học tập, là phương thức để học sinh tiếp cận với kiểu dạy học hình thành và giải quyết các vấn đề có nôi dung khái quát rông hơn

- Ðối thoại trò với trò, trò với thầy đã tạo ra bầu không khí học tập sôi nổi, tích cực và góp phần hình thành mối quan hệ giao tiếp trong công đồng xã hôi

 Dạy học khám phá có sử dụng thí nghiệm là cách thức tổ chức dạy học có sử dụng thí nghiệm, trong đó HS tự tìm tòi, khám phá phát hiện ra tri thức mới đó trong chương trình môn học thông qua các hoạt động dưới sự hướng dẫn, định hướng của GV và thực hiện được thí nghiệm.

2 Quy trình thực hiện

2.1 Chuẩn bị

- Xác định mục đích về PC, NL cần hình thành ở người học qua các hoạt đông học thực hành có thí nghiệm

- Xác định vấn đề cần khám phá Vấn đề được khám phá thường chứa đựng thông tin mới đặt dưới dạng câu hỏi hoặc bài tập nhỏ Vấn đề khám phá cần phải vừa sức với

HS

- Xác định cách thức thu thập dữ liệu cần thiết cho việc đánh giá các giả thuyết trong quá trình HS tham gia hoạt đông học tập khám phá Các dữ liệu thu được có thể là những quan sát trực tiếp của HS thông qua các hiện tượng thực tế hoặc thí nghiệm, các thông tin đọc được trong sách báo, tài liệu hoặc từ chính các trải nghiệm của HS

- Xác định nôi dung vấn đề học tập mà HS cần đạt được qua quá trình khám phá và thực hành thí nghiệm

- Xác định cách thức báo cáo và đánh giá kết quả của hoạt đông khám phá GV có thể

tổ chức hợp tác giữa các nhóm để thống nhất về nôi dung kiến thức của vấn đề, tổ chức hoạt đông cho mỗi thành viên tự đánh giá, tự điều chỉnh rút ra tri thức khoa học Chuẩn bị phiếu học tập, các mô hình, hình ảnh, biểu đồ, thí nghiệm… như là phương tiện hướng dẫn hoạt đông khám phá

2.2 Tổ chức học tập khám phá

Bước 1: Giao nhiệm vụ học tập

Quan sát, đặt câu hỏi khám phá:

- GV tạo ra những tình huống để học sinh quan sát để phát hiện ra vấn đề thắc mắc mà bằng vốn hiểu biết của học sinh chưa thể giải thích được

Xác định nhiệm vụ học tập, GV hướng dẫn cho HS hoạt động:

- GV giúp HS nắm rõ nhiệm vụ mà học sinh cần làm trong bài học

- GV đưa ra hoạt đông dưới môt trong các hình thức như phiếu học tập, sơ đồ Graph,

mô hình thí nghiệm, hệ thống câu hỏi … và hướng dẫn HS thực hiện

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập khám phá

- Tuỳ theo nhiệm vụ mà HS có thể thực hiện khám phá đôc lập đối với những nhiệm

vụ học tập nhỏ, hay khám phá theo nhóm đối với nhiệm vụ học tập lớn

Bước 3: Trình bày và đánh giá kết quả của hoạt động

HS báo cáo kết quả đã khám phá được và trao đổi:

- Đưa ra câu trả lời cá nhân (nếu thực hiện khám phá đôc lập) hoặc câu trả lời của nhóm (nếu thực hiện khám phá theo nhóm)

- Giải quyết thắc mắc

- Đề xuất vấn đề còn thắc mắc

- Với những vấn đề mà cả lớp không giải quyết được thì GV có thể dùng câu hỏi gợi ý, cho HS xem lại hình ảnh, video, … tạo điều kiện cho HS hoàn thiện câu trả lời về nôi dung và hình thức

GV tổng kết, chính xác hoá kết luận khoa học.

2.3 Điều kiện sử dụng

Để đạt được hiệu quả cao khi áp dụng dạy học khám phá, GV cần lưu ý các điều kiện như sau:

- Đa số HS phải có những kiến thức, kĩ năng cần thiết để thực hiện các hoạt đông khám phá do GV tổ chức

- GV cần hiểu rõ khả năng khám phá của HS Từ đó có sự hướng dẫn trong mỗi hoạt đông phải ở mức cần thiết, vừa đủ, đảm bảo cho HS phải hiểu chính xác các em phải làm

3 Ví dụ minh hoạ

TRANG 228 (16/23 CỦA SW10-CHAP09)

Tóm tắt, Bài ví dụ minh họa:

Bạn mong đợi sắt gỉ nhanh hơn ở đâu - ở sông hay đại dương? Giải thích

Dự đoán điều gì sẽ xảy ra nếu bạn sử dụng vít đồng trong môt chiếc thuyền thép trong nước mặn Giải thích dự đoán của bạn

Việc ăn mòn kim loại làm tốn chi phí hàng trăm triệu đô la mỗi năm ở Úc

Quá trình ăn mòn:

Tiếp xúc không khí ẩm: 4Fe (s) + 3O2(g)-2Fe2O3(S)

Phương trình nhường nhận

Fe->Fe2++

2e-O2+ 2H2O -> 4e+

4OH-Thực hiện các bước như hình

ống 1: đinh sắt, nước

ống 2: đinh sắt, dd muối

ống 3: đinh sắt đc quấn đồng, dd muối

ống 4: đinh sắt đc quấn magie, dd muối

Giả thích Ống 4 tan chậm nhất Khi sắt tiếp xúc với magiê, magiê sẽ mất điện tử (vì nó

dễ phản ứng hơn) Do đó, magiê bị ăn mòn nhanh chóng và các điện tử được chuyển đến sắt, ngăn nó ăn mòn Quá trình này được gọi là sự hy sinh bởi vì magiê được hy

sinh để bảo vệ sắt Có thể hay bằng Zn (kẽm)

Hình thực tế

9.3 Ăn mòn kim loại

Hình 27 Khi sắt bị gỉ, nó phản ứng chậm với không khí và nước để tạo thành oxit sắt màu nâu Con tàu này bị đắm vào năm 1893

Rỉ sét Môt vấn đề lớn với kim loại là chúng bị ăn mòn; tức là chúng phản ứng hóa học với không khí ẩm Ăn mòn kim loại và việc ngăn ngừa nó tiêu tốn của Úc hàng trăm triệu đô la mỗi năm

Ăn mònlà phản ứng giữa kim loại và không khí ẩm Ví dụ, khi sắt bị gỉ, nó phản ứng với oxy để tạo thành oxit sắt Fe2O3 Đây là lớp phủ màu nâu mà chúng tôi gọi là gỉ O2+ 2H2O + 4e 4OHNhững OH-các ion sau đó phản ứng với Fe2+ ion để tạo thành hiđroxit sắt sau đó là oxit sắt Fe2O3 Nước muối làm tăng tốc đô ăn mòn vì nó là chất dẫn điện rất tốt Sự hiện diện của cacbon trong thép có xu hướng làm tăng tốc đô ăn mòn Các kim loại khác có thể tăng tốc hoặc làm chậm quá trình ăn mòn Nếu các điều kiện thuận lợi cho sự mất điện tử, tốc đô ăn mòn sẽ tăng lên, nhưng nếu sắt có thể được ngăn chặn sự mất điện tử của nó, thì sự ăn mòn có thể được làm chậm lại hoặc ngăn chặn được

4Fe (s) + 3O2(g)-2Fe2O3(S) Để rỉ sét xảy ra cả không khí và nước là cần thiết Đây là

lý do tại sao các đồ vật làm bằng sắt và thép không bị gỉ trong sa mạc hoặc ngoài không gian Quá trình gỉ sắt thép là môt quá trình điện hóa Coi môt giọt nước trên miếng sắt Nước, chứa carbon dioxide hòa tan và các khí khác từ không khí, đóng vai trò là chất điện phân Ở gần tâm của giọt các nguyên tử sắt bị mất electron để tạo thành Fe2+các ion di chuyển vào nước Kim loại ở tâm của giọt trở nên tích điện âm

Fe (OH)2 nước giọt

-OH

Fe2O3 Fe-Fe2++ 2e- O2từ không trung Fe2+ + Các êlectron chạy qua bề mặt bàn là đến các cạnh của giọt nước mang điện tích dương Ở đây có nồng đô oxy hòa tan cao

và các phân tử oxy thu được các điện tử để tạo thành các ion hydroxit dòng điện tử sắt Hình 28 Sự ăn mòn của sắt tương tự như những gì xảy ra trong môt tế bào điện

228 ScienceWorld 10

Cuôc thí nghiệm KHẮC PHỤC SẮT Câu hỏi nghiên cứu 1

Thảo luận 1Bạn nghi ngờ rằng sắt gỉ nhanh hơn nếu bạn ở gần bờ biển, nơi không khí có vị mặn Điều này có đúng không? Sử dụng kết quả của bạn để trả lời nghiên cứu Câu hỏi 1 - Sắt có bị gỉ nhanh hơn trong nước muối không? Kết quả của bạn có đáng tin cậy không? Bạn có nên làm thêm xét nghiệm không?2 Bạn đã đọc rằng nếu sắt chạm vào kim loại khác, nó sẽ gỉ nhanh hơn hoặc chậm hơn, tùy thuôc vào kim loại Điều này có đúng không? 2 Đồng đã có tác dụng gì khi móng bị gỉ? Magie có tác dụng gì?