Xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức nhằm phát huy tính tích cực trong dạy học những nội dung liên quan đến phản ứng oxi hoá - khử ở trường phổ thông

Xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức nhằm phát huy tính tích cực trong dạy học những nội dung liên quan đến phản ứng oxi hoá - khử ở trường phổ thông

œ œ œ œ œ œ œ œ œ œ

Đỗ Thị Thuý Hằng

xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức nhằm

phát huy tính tích cực trong dạy học những nội dung

liên quan đến phản ứng oxi hóa- khử

Trung tâm phương pháp Viện Chiến lược và Chương trình Giáo dục

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp nhà nước

Họp tại viện Chiến lược và Chương trình Giáo dục

Vào hồi giờ ngày tháng năm 2006

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện Quốc gia Hà Nội và thư viện

Viện Chiến lược và Chương trình Giáo dục

1 Đỗ Thị Thuý Hằng (2005), “Sử dụng bài toán nhận thức để dạy học bài

“Phản ứng oxi hoá - khử” hoá học 8”, Tạp chí giáo dục số 106, tr 35 – 36

2 Đỗ Thị Thuý Hằng (2006), “Tìm hiểu vấn đề xây dựng bài toán nhận

thức trong dạy học hoá học”, Tạp chí Giáo dục số 137, tr 33 – 35, 36

3 Đỗ Thị Thuý Hằng (2006), “Sử dụng bài toán nhận thức trong dạy các

bài thực hành”, Tạp chí Giáo dục số 140, tr 25, 27

mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

Trong lịch sử phát triển lâu dài của nền giáo dục đã có nhiều học thuyết và kinh nghiệm về tổ chức quá trình giáo dục, dạy học để đạt được mục tiêu mà mỗi chế độ xã hội đặt ra cho nhà trường Một trong những thành tựu xuất sắc của khoa học sư phạm ở nhiều nước trong thế kỷ thứ XX đã chứng tỏ được rằng cách tốt nhất để phát triển năng lực nhận thức, năng lực sáng tạo của học sinh (HS) là đặt họ vào vị trí chủ thể của hoạt động nhận thức

Để nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức của HS thì sự phối hợp đồng bộ trong sự đổi mới chương trình, sách giáo khoa và phương pháp dạy học là rất cần thiết Vấn đề đặt ra là trong thực tiễn hiện nay đất nước vẫn còn nhiều khó khăn, sự nghiệp giáo dục luôn đổi mới và phát triển, với điều kiện trong tay chủ yếu vẫn là sách giáo khoa, đòi hỏi giáo viên phải làm thế nào để tổ chức quá trình nhận thức có hiệu quả đồng thời gây được hứng thú tích cực học tập của HS Bài toán nhận thức (BTNT) là một trong những phương tiện có khả năng giúp HS tích cực, chủ động, sáng tạo nhận thức kiến thức, rèn luyện kỹ năng, vận dụng kiến thức hiệu quả Sử dụng BTNT để dạy học tích cực là một trong những xu hướng của đổi mới phương pháp dạy học hiện nay Do đó chúng tôi chọn đề tài: Xây dựng và sử dụng BTNT nhằm phát huy tính tích cực trong dạy học những nội dung liên quan đến phản ứng oxi hoá-khử ở trường phổ thông

2 Mục đích nghiên cứu

Trên cơ sở lý luận về bài toán nhận thức được áp dụng trong việc xây dựng

và sử dụng bài toán nhận thức về những kiến thức liên quan đến phản ứng oxi hoá-khử trong chương trình hoá học phổ thông

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

Khách thể nghiên cứu: BTNT và vấn đề phát huy tính tích cực trong dạy học

hoá học ở trường phổ thông

Đối tượng nghiên cứu: + Nội dung kiến thức có liên quan đến phản ứng oxi

hoá-khử trong chương trình và sách giáo khoa hoá học phổ thông

+ Xây dựng và sử dụng BTNT để dạy học tích cực những nội dung liên quan

đến phản ứng oxi hoá - khử ở trường phổ thông

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

+ Xu hướng đổi mới phương pháp dạy học hiện nay

+ Nghiên cứu lý thuyết về bài toán nhận thức

+ Nghiên cứu lý thuyết về phương pháp dạy học tích cực và vấn đề phát huy tính tích cực trong dạy học nói chung và dạy học hoá học nói riêng

+ Tìm hiểu thực trạng dạy học nói chung và dạy học hoá học nói riêng ở các trường phổ thông của Hà Nội

+ Nghiên cứu nội dung kiến thức về phản ứng oxi hoá - khử trong chương trình và sách giáo khoa phổ thông

+ Nghiên cứu quy trình xây dựng bài toán nhận thức

+ Xây dựng bài toán nhận thức về phản ứng oxi hoá - khử nhằm phát huy tính tích cực trong dạy học hoá học theo từng loại hình bài học sau:

• Nghiên cứu bài mới

• Củng cố kiến thức, luyện tập và ôn tập

• Các bài có thí nghiệm và bài thực hành

+ Thực nghiệm sư phạm để xác định hiệu quả việc xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức Từ đó rút ra những biện pháp thực tiễn nhằm giúp cho giáo viên hoá học ở trường phổ thông mạnh dạn sử dụng bài toán nhận thức vào các khâu của quá trình dạy học

5 Phương pháp nghiên cứu

a) Nghiên cứu lí luận:

- Nghiên cứu cơ sở khoa học của đề tài

- Phương pháp dạy học tích cực và vấn đề phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh

- BTNT và dạy học bằng BTNT

b) Nghiên cứu thực tiễn

- Điều tra thực trạng dạy học nói chung và dạy học hoá học nói riêng

- Thực nghiệm sư phạm

- Điều tra cơ bản bằng kiểm tra viết, quan sát, trò chuyện, xin ý kiến

6 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được hệ thống bài toán nhận thức và sử dụng bài toán nhận thức để tổ chức hoạt động học tập của học sinh sẽ giúp học sinh tích cực, chủ

động nắm vững và vận dụng kiến thức về phản ứng oxi hoá - khử góp phần nâng cao chất lượng dạy học hoá học hiện nay

7 Đóng góp của đề tài

Bước đầu nghiên cứu một cách có hệ thống phương pháp dạy học bằng bài toán nhận thức những kiến thức liên quan đến phản ứng oxi hoá - khử ở trường phổ thông

Đề xuất quy trình xây dựng và sử dụng BTNT trong dạy học các nội dung

có liên quan đến phản ứng oxi hoá-khử trong chương trình và sách giáo khoa hoá học phổ thông (từ lớp 8 đến lớp 12, phần vô cơ) theo các nội dung:

+ Nghiên cứu bài mới

+ Nghiên cứu các bài luyện tập, ôn tập

+ Nghiên cứu các bài có thí nghiệm và bài thực hành

8 Cấu trúc của luận án

Luận án gồm: Phần mở đầu (3 trang), phần nội dung (159 trang)

Số biểu bảng: 25

Số sơ đồ, đồ thị: 19

chương 1 cơ sở lí luận và thực tiễn của Bài Toán Nhận Thức và vấn đề phát huy tính tích cực trong dạy học

1.1 Bài toán nhận thức

1.1.1 Lí luận về nhận thức

Luận án đã đưa ra một số quan điểm về nhận thức:

+ Theo quan điểm duy vật lịch sử

+ Quan điểm của Mac

+ Quan điểm của G Brunơ,…

Trên quan điểm của thuyết nhận thức nghiên cứu quá trình nhận thức bên trong với tư cách là một quá trình xử lí thông tin Quá trình nhận thức có ảnh hưởng quyết định đến hành vi, con người tiếp thu các thông tin bên ngoài, xử lí

Bài toán (là khái niệm rộng) bao gồm câu hỏi, bài tập, bài toán cụ thể Giữa bài toán và vấn đề có sự khác nhau căn bản ở chỗ mỗi khái niệm có cấu trúc riêng của nó Nếu trong điều kiện của bài toán bắt buộc phải có những điều kiện như cái đã cho và cái yêu cầu, thì những thành phần cơ bản của vấn đề là

điều đã biết và điều chưa biết Điều đã biết trong vấn đề không chỉ bao gồm

điều đã cho của bài toán mà còn cả phạm vi rộng lớn, những tri thức đã lĩnh

hội trước đây, kinh nghiệm cá nhân của HS và dựa vào đó có thể xác định những gì cần lĩnh hội

1.1.2.2 Bài toán nhận thức

Theo từ điển tiếng việt thì nhận thức đó là quá trình hoặc kết quả phản

ánh và tái hiện hiện thực vào trong tư duy; quá trình con người nhận biết, hiểu biết thế giới khách quan hoặc kết quả của quá trình đó, nâng cao nhận thức, có nhận thức đúng và nhận ra những nhận thức sai lầm

BTNT là bài toán gồm những câu hỏi, bài tập, bài toán cụ thể ,…mà thông qua việc giải bài toán đó giúp cho học sinh nhận biết, hiểu được kiến thức cơ bản cần thiết, phát triển tư duy, nâng cao nhận thức, có nhận thức đúng

và nhận ra những nhận thức sai lầm, từ đó người học tự khẳng định những kiến thức của mình sau khi giải quyết được bài toán đó Dạy học bằng cách sử dụng BTNT là phương pháp dạy học trong đó HS tham gia một cách tích cực nhất và

có hệ thống vào quá trình giải quyết các vấn đề

1.1.3 Bản chất của BTNT

Có thể nói BTNT ra đời từ lúc con người biết tư duy để nhận thức thế giới khách quan Mọi sự vật, hiện tượng khách quan đều được phản ánh vào ý thức của con người Quá trình phản ánh đó, thực chất là các hoạt động nhận thức mà chủ yếu là giải quyết các mâu thuẫn chủ quan, thường được diễn ra dưới dạng BTNT

Trên quan điểm giáo dục, bản chất của dạy học bằng BTNT là phạm trù của lí luận dạy học vì: bài toán được gia công chu đáo về mặt sư phạm và sử dụng trong phạm vi có mục đích trước của người dạy theo từng nguồn kiến thức sẽ đạt hiệu quả cao trong dạy học BTNT trong dạy học được thiết kế dựa trên những kiến thức mà nhân loại đã tìm ra Người học bằng các thao tác tư duy logic, tìm mối liên hệ bản chất của sự vật được mô hình hoá trong các bài toán sẽ tự tìm ra được lời giải để nhận thức được những nội dung cần học

1.1.4 Lịch sử phát triển của dạy học bằng BTNT

Tư duy của con người chỉ bắt đầu hoạt động tích cực, độc lập khi đứng

trước một vấn đề cần giải quyết Theo các nhà lý luận dạy học thì dạy học bằng BTNT dựa trên cơ sở tâm lý học và triết học

Trên quan điểm giáo dục học, dạy học bằng BTNT là phương pháp dạy học trong đó học sinh tham gia một cách có hệ thống vào quá trình giải quyết các vấn đề và các bài toán có vấn đề được xây dựng theo nội dung tài liệu học trong chương trình Để hướng dẫn sự tìm tòi trí tuệ, GV kết hợp sử dụng nhiều phương pháp khác nhau: đàm thoại, kể chuyện, thí nghiệm, vấn đáp, minh hoạ

1.1.5 Cơ sở của dạy học bằng BTNT

Tư duy của con người chỉ bắt đầu hoạt động tích cực, độc lập khi đứng trước một vấn đề cần giải quyết Theo các nhà lý luận dạy học thì dạy học bằng BTNT dựa trên cơ sở tâm lý học và triết học

Dạy học bằng BTNT là đặt HS vào vị trí của người nghiên cứu, tăng thêm mức độ tích cực trong cơ cấu hoạt động nhận thức, tăng thêm tính vững chắc

và sâu sắc kiến thức, nâng cao trình độ tư duy Sự chỉ đạo của GV không có tính trực tiếp mà là sự hướng ý nghĩ của HS vào đối tượng, vạch ra vấn đề tồn tại trong đối tượng hoặc phát huy cao độ tính tích cực của HS giúp các em tự nhìn thấy được các vấn đề

1.1.6 Quy trình dạy học sinh giải bài toán nhận thức trong dạy học hoá học

Trong quá trình giải BTNT, GV đóng vai trò người hướng dẫn và tổ chức hoạt

động tìm tòi của HS, giúp các em nhận thức kiến thức bằng cách xác định phương hướng giải quyết, đánh giá các giả thuyết, giảm nhẹ khó khăn để học sinh giải BTNT một cách hiệu quả nhất

+ Bước 1: Làm cho HS hiểu rõ vấn đề

+ Bước 2: Xác định phương hướng giải quyết Có thể nêu giả thuyết

+ Bước 3: Kiểm tra sự đúng đắn của giả thuyết, xác nhận một giả thuyết

đúng

+ Bước 4: Giáo viên chỉnh lý bổ sung giả thuyết đúng, chỉ ra kiến thức cần lĩnh hội

+ Bước 5: Kiểm tra lại và ứng dụng kiến thức vừa thu được

1.1.7 Tình hình sử dụng các phương pháp dạy học nói chung và dạy học bằng BTNTnói riêng ở trường phổ thông

Việc vận dụng BTNT trong dạy học phụ thuộc vào nội dung kiến thức, vào mức độ thành thạo của GV và thói quen của HS Việc triển khai PPDH này cần được tiến hành sớm từ cấp học tiểu học Cho đến nay, nói chung các giáo viên hoá học ở nước ta chưa quen với việc sử dụng BTNT trong dạy học Đổi mới PPDH suy cho cùng phải là từ người thày với môn học và điều kiện cụ thể

của mình, dạy học bằng BTNT đòi hỏi nghệ thuật của GV luôn linh hoạt, sáng

tạo, không thể có khuôn mẫu chung giống như những đơn thuốc cho sẵn, nếu

có thì cũng chỉ như là những gợi ý Nếu ai nêu được ra những tình huống cụ thể khi sử dụng BTNT thì đó cũng không phải là kiểu mẫu, bởi vì một mặt chúng không thể giải quyết tất cả các vấn đề, mặt khác, các GV cũng không nên thể hiện lại đúng nguyên xi các tình huống đó

1.2 Những vấn đề cơ bản về dạy học tích cực

1.2.1 Một số khái niệm về tính tích cực

Tính tích cực là một phẩm chất vốn có của con người trong đời sống xã hội, được bộc lộ thông qua hoạt động Nói cách khác tính tích cực của con người biểu hiện trong hoạt động Học tập là hoạt động chủ đạo của những người đi học (mà chủ yếu là học sinh) Tính tích cực trong học tập, về thực chất là tính tích cực nhận thức, đặc trưng ở khát vọng hiểu biết, cố gắng trí tuệ

và nghị lực cao trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức

1.2.2 Học là hoạt động tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh

Học là quá trình tự giác, tích cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức khoa học dưới sự điều khiển sư phạm của GV Chiếm lĩnh khái niệm, tiếp thu kiến thức biến nó từ kho tàng văn hoá xã hội thành học vấn riêng của bản thân, từ đó HS

sẽ hình thành cho mình một thái độ mới trong việc đánh giá các giá trị tinh thần và vật chất của thế giới khách quan Hoạt động học có hai chức năng thống nhất với nhau: lĩnh hội (thu nhận thông tin từ GV) và tự điều khiển quá

trình chiếm lĩnh khái niệm của mình (tự giác, tích cực, tự lực)

1.2.3 Dạy là hoạt động tổ chức, điều khiển tích cực của giáo viên đối với hoạt động học tập của học sinh

Hoạt động dạy của giáo viên không chỉ có nghĩa là truyền thụ kiến thức, những sản phẩm có sẵn, mà cần phải tổ chức, điều khiển hoạt động tự nhận thức của học sinh nhằm hình thành cho họ thái độ, năng lực, phương pháp học tập và ý chí vươn lên để họ tự khám phá tri thức Điều đó có nghĩa là hoạt động dạy là xây dựng những quy trình các thao tác chỉ đạo hoạt động nhận thức của học sinh, hình thành cho họ nhu cầu học tập, tìm tòi kiến thức, kích thích năng lực sáng tạo, trang bị cho HS năng lực tổ chức lao động trí óc một cách hợp lí,

định hướng vào những nguồn thông tin hết sức phong phú và chính xác để HS khai thác tri thức, hình thành thói quen tự kiểm tra, tự đánh giá hoạt động nhận thức

1.2.4 Mối quan hệ giữa hoạt động dạy và hoạt động học

Đó là sự tác động đồng bộ, toàn diện của GV đến việc phối hợp tất cả các thành tố của quá trình dạy học (nội dung, phương pháp, phương tiện và cách đấnh giá) và cả khâu tổ chức hoạt động học của HS nhằm mục đích tối ưu hoá quá trình học tập

1.2.5 Những dấu hiệu đặc trưng của các phương pháp tích cực

+ Dạy học thông qua tổ chức các hoạt động học tập của học sinh

+ Dạy học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học

+ Tăng cường học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác

+ Dạy học phân hoá

+ Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò

1.2.6 Quan hệ giữa dạy và học tích cực với dạy học lấy học sinh làm trung tâm

Trong quá trình dạy học người học vừa là đối tượng của hoạt động Dạy, lại vừa là chủ thể hoạt động Học Thông qua hoạt động Học, dưới sự chỉ đạo của thầy, người học phải tích cực chủ động cải biên chính mình về kiến thức,

kỹ năng, thái độ, hoàn thiện nhân cách, không cho ai làm thay cho mình được Nếu người học không tự giác chủ động, không chịu học, không có phương pháp học tốt thì hiệu quả của việc dạy sẽ rất hạn chế

1.2.7 Hướng thực hiện dạy và học tích cực

Thực hiện dạy và học tích cực không có nghĩa là gạt bỏ các phương pháp dạy học truyền thống Trong hệ thống các phương pháp dạy học quen thuộc,

được đào tạo trong các trường sư phạm nước ta từ mấy thập kỷ gần đây cũng đã

có nhiều phương pháp dạy học tích cực Các sách lý luận dạy học đã chỉ rõ, về mặt hoạt động nhận thức, thì các phương pháp thực hành là “tích cực” hơn các phương pháp trực quan, các phương pháp trực quan là “tích cực” hơn các phương pháp dùng lời

1.2.8 Phương pháp dạy học tích cực cần được phát triển ở trường phổ

1 Sự ra đời của BTNT, bản chất của BTNT, nắm được các khái niệm bài toán

và BTNT cùng với sự phát triển của dạy học bằng BTNT

2 Những vấn đề cơ bản về dạy học tích

3 Định hướng đổi mới phương pháp dạy

4 Xu hướng đổi mới phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực, chủ

động, sáng tạo của HS thông qua hoạt động dạy học

chương 2 xây dựng và sử dụng btnt trong dạy học những nội dung có liên quan đến phản ứng oxi hoá-khử ở trường

phổ thông 2.1 Sự phát triển các nội dung có liên quan đến phản ứng oxi hoá - khử trong chương trình phổ thông ở Việt Nam

2.1.1 Chương trình hoá học lớp 8

Với 7 bài có nội dung liên quan đến phản ứng oxi hoá-khử, chương trình và SGK lớp 8 đã bước đầu hình thành cho HS khái niệm về phản ứng oxi hoá - khử Khái niệm này được hình thành dựa trên những dấu hiệu riêng biệt

đã biết trước đó, là sự oxi hoá và chất khử Tuy nhiên khái niệm về sự khử, sự oxi hoá, phản ứng oxi hoá - khử ở đây mới chỉ là mức độ ban đầu, dấu hiệu để nhận biết phản ứng oxi hoá - khử chỉ dừng lại ở những phản ứng hoá học có sự chiếm oxi của chất khác và sự nhường oxi cho chất khác Chính vì vậy mà rất nhiều phản ứng thể hiện tương đối rõ bản chất như tác dụng của H2SO4 đặc nóng với kim loại hay các nhiều phản ứng thể hiện tính chất hoá học của kim loại và phi kim cũng chưa được đề cập đến

2.1.2 Chương trình hoá học lớp 9

Với 8 bài có nội dung liên quan đến phản ứng oxi hoá-khử, Chương

trình và sách giáo khoa hoá học lớp 9 không phát triển mức độ kiến thức về phản ứng oxi hoá - khử mà chủ yếu là vận dụng các khái niệm về phản ứng oxi

hoá - khử đã được học ở lớp 8 vào việc nghiên cứu các sự kiện cụ thể (các bài học về chất)

2.1.3 Chương trình hoá học lớp 10

Với 23 bài có nội dung liên quan đến phản ứng oxi hoá-khử, trong

chương trình và sách giáo khoa lớp 10 có sự phát triển rõ rệt về mức độ kiến thức của phản ứng oxi hoá - khử so với lớp 8 và lớp 9 vì HS đã học hai chương

lí thuyết chủ đạo đó là chương 1 và chương 2 Cụ thể là :

+ Nâng cao mức độ lí thuyết về bản chất của sự oxi hóa, sự khử, chất khử, chất oxi hoá và phản ứng oxi hoá - khử

+ Vận dụng lí thuyết phản ứng oxi hoá - khử trong việc nghiên cứu các

đơn chất, hợp chất, các quá trình đIều chế của những nguyên tố nhóm VIIA và VIA trong bảng hệ thống tuần hoàn

+ Nêu bật được tầm quan trọng của các phản ứng oxi hoá - khử

Ngoài ra số lượng các bài có liên quan đến phản ứng oxi hoá - khử trong sách giáo khoa lớp 10 là đáng kể, xuất hiện trong hầu như tất cả các bài học trong SGK

2.1.4 Chương trình hoá học lớp 11 (SGK thí điểm)

Với 8 bài có nội dung liên quan đến phản ứng oxi hoá-khử, chương trình và SGK lớp 11 tiếp tục vận dụng lý thuyết về phản ứng oxi hoá - khử đã học ở lớp 10, Vận dụng lý thuyết chủ đạo như cấu tạo nguyên tử, định luật tuần hoàn các nguyên tố hoá học, cấu tạo phân tử và liên kết hoá học, tốc độ phản ứng, cân bằng hoá học, sự điện li,…để nghiên cứu các đơn chất, hợp chất,

phương pháp điều chế các nguyên tố nhóm VA và IVA Trong các nội dung

này, các phản ứng oxi hoá khử được thể hiện nhiều hơn, tính thực tiễn của các phản ứng oxi hoá - khử cao hơn

2.1.5 Chương trình hoá học lớp 12 (Phần hoá vô cơ)

Với 8 bài có nội dung liên quan đến phản ứng oxi hoá-khử, về mức độ

lý thuyết được phát triển cao hơn và mang yếu tố định lượng (cặp oxi hoá khử,