Sử dụng phối hợp các phần mềm dạy học để thiết kế các bài giảng chương “nguyên tử” lớp 10 thpt góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn hóa học

Các phơng pháp nặng về hoạt động thuyết giảng, áp đặt của thầy, nhẹ về hoạt động tích cực của trò đã và đang đợc thay thế bằng các phơng phápgiáo dục tích cực, dựa trên quan điểm phát hu

cố quốc phòng an ninh” với mục tiêu là: “Đào tạo con ngời Việt Nam pháttriển toàn diện, có đạo đức, có tri thức, sức khỏe, trung thành với lí tởng độclập dân tộc và CNXH, đồng thời còn bồi dỡng và hình thành nhân cách, phẩmchất và năng lực của công dân để đáp ứng những yêu cầu xây dựng và bảo vệ

Tổ quốc”

Để đạt đợc mục tiêu đó, việc xây dựng cơ sở vật chất, trờng lớp, thiết bịdạy học cần phải đẩy mạnh cùng với đổi mới phơng pháp dạy học theo hớngtích cực

Đổi mới phơng pháp dạy học là một trong những nhiệm vụ lớn củangành giáo dục đào tạo trong giai đoạn hiện nay Điều đó đợc thể hiện cụ thểtrong nghị quyết TW 2 khoá VIII: “Đổi mới mạnh mẽ phơng pháp giáo dục -

đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp t duy sángtạo của ngời học Từng bớc áp dụng các phơng pháp và phơng tiện tiên tiếnvào dạy học, bảo đảm tự học, tự nghiên cứu của học sinh, nhất là sinh viên đạihọc”

Trong những năm gần đõy sự phỏt triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật

và cụng nghệ thụng tin đó và đang tỏc động mạnh mẽ lờn tất cả cỏc lĩnh vực:giỏo dục, khoa học, cụng việc gia đỡnh, Sự phỏt triển nhanh chúng của cụngnghệ đó tạo một khối lượng thụng tin khổng lồ đũi hỏi phải cú những thay đổi

về cỏch thức lĩnh hội kiến thức Điều đú cũng cú nghĩa là đũi hỏi phải cúnhững thay đổi về phương phỏp dạy và học núi chung

Trong chỉ thị số 29/2001/CT-BGD&ĐT của Bộ trởng Bộ Giáo dục và

Đào tạo (30/7/2001): “Đẩy mạnh ứng dụng CNTT trong giáo dục và đào tạo ở tất cả các cấp học, bậc học, ngành học theo hớng sử dụng CNTT nh là một công cụ hỗ trợ đắc lực nhất cho đổi mới phơng pháp giảng dạy, học tập ở tất cả các môn học”

Hoỏ học là một mụn khoa học vừa lớ thuyết vừa thực nghiệm, do đúkhụng thể tỏch rời lớ thuyết với thực nghiệm, phải biết vận dụng lớ thuyết để

điều khiển thực nghiệm và từ thực nghiệm kiểm tra các vấn đề của lí thuyết,hoàn thiện lí thuyết ở mức cao hơn Thông qua việc quan sát thí nghiệm, môhình, tranh vẽ sẽ giúp học sinh nắm được nội dung bài giảng, từ đó lĩnh hộikiến thức Tuy nhiên còn nhiều thí nghiệm độc hại, nguy hiểm, khó thànhcông, đòi hỏi thời gian dài, những cơ chế phản ứng mà mắt thường không thểnhìn thấy,… không thể tiến hành trên lớp được, hay có những khái niệm rấtkhó mô tả, trừu tượng như orbital nguyên tử, hình thành liên kết hoá học,chuyển động của electron trong nguyên tử, sự lai hoá các orbital nguyên tử,

sự điện li của dung dịch, cấu tạo vòng benzen, cấu trúc hợp chất cao phân tử Vậy làm thế nào để người học có thể nắm được dễ dàng các khái niệm đó?

Sự phát triển của khoa học công nghệ, đặc biệt là lĩnh vực ICT vớinhiều thành tựu rực rỡ có thể giúp các em giải quyết những vấn đề khúc mắcnêu trên, với những thí nghiệm quay sẵn bằng camera hay phòng thí nghiệm

ảo, hay cấu trúc các phân tử, hình dạng các orbital từ những phần mềm chemoffice, sự chuyển động của electron, ion được xây dựng trên MacromediaFlash

Ở nước ta trong những năm gần đây đã có rất nhiều các đề tài nghiêncứu, ứng dụng máy tính vào dạy học Chỉ riêng Hoá học có thể kể đến phầnmềm "Hoá học 9", phần mềm "Ôn thi đại học"; "Thí nghiệm hoá học 10, 11,12"; Phòng thí nghiệm ảo; Trắc nghiệm hoá học của công ty Adom (127 -Thái Thịnh - Hà Nội) Ngoài ra còn có các phần mềm về hoá học như: Isis\Draw, Chem office, Orbital Viewer, Chem Lab, Chem office 5, AtomsSymbols and Equations, ACD-ChemSketch,

Nhiều giáo viên đã thấy được vai trò quan trọng của việc khai thácphần mềm phục vụ quá trình dạy học để nâng cao chất lượng dạy học Đã cónhiều giáo án điện tử, sách giáo khoa điện tử của giáo viên và sinh viên trong

cả nước, nhưng chưa có một hệ thống cụ thể mới chỉ là những bài soạn đơn lẻmang tính thử nghiệm riêng Mặt khác, trình độ tin học của giáo viên còn hạnchế, kinh phí đầu tư vào các phương tiện thiết bị còn hạn hẹp nên việc khai

ý nghĩa quan trọng trong toàn bộ chương trỡnh húa học phổ thụng Đõy làchương lý thuyết khú nhất, nhiều khỏi niệm trừu tượng nờn cần chỳ ý về mặtphương phỏp để học sinh tiếp cận với nội dung hiện đại.

Vỡ vậy, việc phối hợp cỏc phần mềm để thiết kế cỏc bài giảng Hoỏ học

là thực sự cần thiết Từ những lý do trờn chỳng tụi đó chọn đề tài: “Sử dụng

phối hợp các phần mềm dạy học để thiết kế các bài giảng chơng Nguyên“

tử - lớp 10 THPT góp phần nâng cao chất l” ợng dạy - học môn Hóa học”

2 mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu quy trình thiết kế giáo án điện tử

- Nghiên cứu "sử dụng phối hợp các phần mềm dạy học với các phơngtiện kĩ thuật dạy học hoá học lớp 10 – THPT" nhằm góp phần nâng cao chấtlợng dạy và học Hoá học ở trờng trung học phổ thông

3 Đối tợng và khách thể nghiên cứu:

3.1 Đối tợng nghiên cứu:

- Nội dung chơng “Nguyên tử” - lớp 10 THPT

- Xây dựng một số chuyên đề tham khảo cho giáo án điện tử

- Lập chơng trình trắc nghiệm cho giáo án điện tử

- Phơng pháp sử dụng giáo trình để giáo viên có thể tiến hành giảngdạy trực tiếp cho học sinh, học sinh có thể tự học độc lập ở nhà, dùng làm tàiliệu tham khảo, hoặc dùng trong việc giáo dục từ xa (e - learning)

3.2 Khách thể nghiên cứu:

Qúa trình đổi mới phơng pháp dạy học hóa học ở trờng THPT

4 nhiệm vụ của đề tài:

Đề tài gồm những nhiệm vụ sau:

• Nghiờn cứu cơ sở lớ luận về xu hướng đổi mới phương phỏp dạy họcHoỏ học, về phương tiện dạy học núi chung và phương tiện trực quan núiriờng Tỡnh hỡnh ứng dụng cụng nghệ thụng tin trong dạy và học Hoỏ họctrong nước và trờn thế giới Giới thiệu một số phần mềm dạy học Hoỏ học

• Nghiờn cứu quy trỡnh thiết kế giỏo ỏn điện tử

• Thiết kế bài giảng chương “Nguyờn tử” lớp 10 THPT, xây dựng một

số t liệu hỗ trợ cho giáo viên và học sinh

• Thực nghiệm s phạm, nhận xét đánh giá kết quả thực nghiệm s phạm

• Đề xuất về sử dụng phối hợp phần mềm dạy học với cỏc phương tiện

kỹ thuật dạy học khỏc nhau trong dạy học Hoỏ học lớp 10 trường THPT

5 Những đóng góp của đề tài

1 - Hệ thống hoỏ về cơ sở lý luận, xu hướng đổi mới phương phỏp dạyhọc Hoỏ học, về phương tiện dạy học núi chung và phương tiện trực quan núiriờng Tỡnh hỡnh ứng dụng cụng nghệ thụng tin và truyền thụng trong dạy vàhọc Hoỏ học trong nước và trờn thế giới

2 - Giới thiệu một số phần mềm Húa học và phần mềm dạy học Húahọc cú nhiều ứng dụng ở trường phổ thụng

3 - Đưa ra quy trỡnh thiết kế giỏo trỡnh điện tử cho một số bài trongchương trỡnh hoỏ học 10 – THPT

4- Nghiên cứu, tổng kết lí thuyết Cấu tạo nguyên tử của nội dung Húa lớthuyết và Húa lớ trong chương trỡnh phổ thụng

5- Đề tài xõy dựng được một số giỏo ỏn điện tử, tư liệu hỗ trợ bài giảnggúp phần đổi mới hỡnh thức dạy và học để phỏt huy tớnh tớch cực, sỏng tạo củahọc sinh nhằm nõng cao hiệu quả của quỏ trỡnh dạy học mụn Húa học

6 phơng pháp nghiên cứu:

+ Phương phỏp nghiờn cứu lý thuyết:

- Nghiờn cứu cỏc văn bản và cỏc chỉ thị của Đảng, Nhà nước và Bộgiỏo dục – đào tạo cú liờn quan

- Nghiờn cứu tài liệu, giỏo trỡnh lý luận dạy học, tõm lý học, giỏo dụchọc và cỏc tài liệu khoa học cơ bản liờn quan đến đề tài, đặc biệt nghiờn cứunhững cơ sở phương phỏp dạy học chương “Nguyờn tử” từ đú mà xỏc định

- Nghiờn cứu cỏc tài liệu hướng dẫn sử dụng một số phần mềm thiết kế,

hỗ trợ quy trỡnh thiết kế giỏo ỏn điện tử trờn mỏy vi tớnh: M.S PowerPoint,M.S FrontPage, M.S Publisher, M.S Word, Violet, Quest,

+ Phương phỏp điều tra, thực tiễn:

- Điều tra thực trạng dạy học ở trường phổ thụng hiện nay, việc sử dụngcỏc phương tiện trực quan, cỏc thiết bị nghe nhỡn và đặc biệt là ứng dụng ICTvào trường học

- Nghiờn cứu mạng internet để tỡm hiểu việc ứng dụng ICT trong nước

và trờn thế giới Tỡm những phần mềm, mụ hỡnh, hỡnh ảnh, mụ phỏng cú liờnquan đến đề tài

- Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra đỏnh giỏ và chứng minh tớnhđỳng đắn, khả thi của đề tài

7 Giả thuyết khoa học:

Việc ứng dụng ICT trong các bài giảng sẽ nâng cao đợc tính tích cực,chủ động của học sinh khi tiếp thu kiến thức mới Đây sẽ là một xu hớng mớicho việc dạy và học Hoá học ở trờng phổ thông trong giai đoạn hiện nay

Nội dung chơng i cơ sở lí thuyết và thực tiễn

I Xu hớng đổi mới phơng pháp dạy học hoá học

I.1 Đổi mới PPDH - xu hớng chung của thế giới

Vấn đề đổi mới, hoàn thiện PPDH trên thế giới đã đợc đặt ra từ khá lâu.Hiện nay, do sự phát triển của nền kinh tế thị trờng đặc biệt là sự phát triển

nh vũ bão của các ngành khoa học kĩ thuật, việc đổi mới PPDH là một yêu cầuhàng đầu đặt ra cho ngành giáo dục của bất kì quốc gia nào

Các phơng pháp nặng về hoạt động thuyết giảng, áp đặt của thầy, nhẹ

về hoạt động tích cực của trò đã và đang đợc thay thế bằng các phơng phápgiáo dục tích cực, dựa trên quan điểm phát huy tính tích cực của ngời học, đềcao vai trò tự học của trò, kết hợp với sự hớng dẫn của thầy trong đó trò là chủthể, thầy là tác nhân của quá trình dạy học

ở Việt Nam, công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nớc đề ranhững yêu cầu phải đổi mới giáo dục, trong đó có sự đổi mới căn bản về ph-

ơng pháp dạy và học

Luật giáo dục nớc Cộng hòa XHCN Việt Nam ban hành ngày

2/12/1998 đã ghi rõ ở điều 24 “Phơng pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dỡng phơng pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” [12].

Nghị quyết Đại hội Đảng lần thứ IX một lần nữa khẳng định “Đổi mới phơng pháp dạy và học, phát huy t duy sáng tạo và năng lực tự đào tạo của ngời học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay, đổi mới v thực hiện nghiêm minh chế độ thi à thực hiện nghiêm minh chế độ thi cử ” [2]

Mới đây nhất là chỉ thị số 40 - CT/TW của Ban Bí th Trung ơng Đảng(15/6/2004) về việc xây dựng, nâng cao chất lợng đội ngũ nhà giáo và cán bộ

quản lý giáo dục Một trong 7 nhiệm vụ đợc đề ra là “Đẩy mạnh việc đổi mới nội dung, chơng trình và phơng pháp giáo dục theo hớng hiện đại và phù hợp với thực tiễn Việt Nam Tiếp tục điều chỉnh và giảm hợp lý nội dung, chơng trình cho phù hợp với tâm lý, sinh lý của học sinh, nhất là cấp tiểu học và trung học cơ sở Đặc biệt đổi mới mạnh mẽ và cơ bản phơng pháp giáo dục nhằm khắc phục kiểu truyền thụ một chiều, nặng lý thuyết, ít khuyến khích t duy sáng tạo; bồi dỡng năng lực tự học, tự nghiên cứu, tự giải quyết vấn đề, phát triển năng lực thực hành sáng tạo cho ngời học, đặc biệt cho sinh viên các trờng đại học và cao đẳng Tích cực áp dụng một cách sáng tạo các ph-

ơng pháp tiên tiến, hiện đại, ứng dụng công nghệ thông tin vào hoạt động dạy

và học Đổi mới chơng trình, giáo trình, phơng pháp dạy và học trong các ờng, khoa s phạm và các trờng cán bộ quản lý giáo dục nhằm đáp ứng kịp thời những yêu cầu đổi mới của giáo dục phổ thông và công tác quản lý nhà nớc về giáo dục” [1].

tr-Theo [18] của TS Nguyễn Trọng Thọ có so sánh một số đặc điểm trongdạy học mang tính giảng huấn truyền thống với dạy học kiến tạo:

Lắng nghe Luôn là ngời học

Sự kiện Ghi nhớ

Ngời điều phối

Đôi khi cũng học tập

Ngời cộng sự

Đôi khi là chuyên gia

Quan hệ Hỏi và phát hiện

Chuyển hóa các sự kiện

Chất lợng hiểu biết Theo tiêu chí Khả năng thu thập và thực hiện

Trao đổi, cộng tác, truy xuất thông tin, diễn đạt

Bảng 1 So sánh đặc điểm dạy học giảng huấn và dạy học kiến tạo

Cách tiếp cận theo thuyết kiến tạo trong dạy học đặt yêu cầu chủ độngcao hơn cho ngời học và tăng cờng hoạt động của mỗi HS cũng nh của cả tậpthể

Các ứng dụng của ICT đã thực sự trao quyền chủ động học tập cho HS

và cũng làm thay đổi vai trò của ngời thầy trong giáo dục Từ vai trò là nhân

tố quan trọng, quyết định trong kiểu dạy học tập trung vào thầy cô, thì nay cácthầy cô phải chuyển sang giữ vai trò nhà điều phối theo kiểu dạy học hớng tậptrung vào HS (dạy học lấy học sinh làm trung tâm) Kiểu dạy học hớng tậptrung vào HS và hoạt động hóa ngời học có thể thực hiện đợc một cách tốt hơnvới sự trợ giúp của máy tính và mạng Internet Với các chơng trình dạy học đamôi trờng (mutilmedia) và đợc chuẩn bị chu đáo có thể truy cập đợc nhờ cácphơng tiện siêu môi trờng (hypermedia) giúp cho việc tự học của HS trở nênthuận tiện và dễ dàng hơn bao giờ hết

I.2 Phơng hớng đổi mới phơng pháp dạy học Hoá học hiện nay

Để nâng cao chất lợng và hiệu quả nhằm đáp ứng đợc với những yêucầu mới của thời đại, hiện nay trên thế giới có một số xu hớng đổi mới PPDHnh:

- Tích cực hoá quá trình dạy học

- Cá thể hoá việc dạy học

- Công nghệ hoá giáo dục và thực hiện công nghệ đào tạo

- Dạy học định hớng vào ngời học

- Dạy học cho tơng lai (chơng trình của Intel)

ở nớc ta, việc đổi mới và hoàn thiện PPDH đã và đang thực hiện theomột số hớng sau [12]:

I.2.1 Xây dựng cơ sở lý thuyết có tính PP luận để tìm hiểu bản chất PPDH và

định hớng hoàn thiện PPDH, chú ý những quan điểm PP luận về PPDH I.2.2 Hoàn thiện các PPDH hiện có

- Tăng cờng tính tích cực, tính tìm tòi sáng tạo ở ngời học, tiềm năng trítuệ nói riêng và nhân cách nói chung thích ứng năng động với thực tiễn luôn

- Chuyển dần trọng tâm đầu t công sức vào việc giảng giải kiến thứcsang dạy phơng pháp học, trong đó có phơng pháp tự học cho học sinh

I.2.3 Sáng tạo các PPDH mới bằng các cách sau đây

- Liên kết nhiều PPDH riêng lẻ thành tổ hợp PPDH phức hợp

- Liên kết PPDH với các phơng tiện kĩ thuật hiện đại (phơng tiện nghenhìn, máy vi tính, ) tạo ra các tổ hợp PPDH có sử dụng phơng tiện kĩ thuậtdạy học

- Chuyển hoá PP nghiên cứu khoa học thành PPDH đặc thù của mônhọc (thí dụ: PP thực nghiệm đối với các khoa học tự nhiên, PP grap dạy học,

PP algorit, )

- Đa dạng hoá các PPDH cho phù hợp với các cấp học, bậc học, các loạihình trờng và các môn học

Nh vậy khi đổi mới PPDH, ta cần quán triệt t tởng chủ đạo là:

Sử dụng các yếu tố tích cực đã có ở các PPDH hoá học nh PP thựcnghiệm, nêu và giải quyết vấn đề, đàm thoại, trực quan,

Tiếp thu có chọn lọc một số quan điểm, PP tích cực trong khoa học giáodục hiện đại của một số nớc phát triển nh dạy học kiến tạo, hợp tác theo nhómnhỏ, dạy học tích cực, dạy học tơng tác,

Lựa chọn các PP phát huy tính tích cực của HS đảm bảo sự phù hợp vớimục tiêu bài học, đối tợng HS cụ thể, điều kiện của từng địa phơng,

Phối kết một cách hợp lí một số PP khác nhau để phát huy cao độ hiệuquả của giờ học hoá học theo hớng dạy học tích cực

I.3 Dạy và học tích cực

Hiện nay việc dạy và học hoá học đang đợc đổi mới theo hớng sử dụngmột số phơng pháp dạy học tích cực và phơng tiện kĩ thuật dạy học để nângcao tính tích cực của học sinh trong dạy học hoá học ở trờng phổ thông

I.3.1 Phơng pháp tích cực

Phơng pháp tích cực là một thuật ngữ rút gọn, đợc dùng ở nhiều nớc, đểchỉ những phơng pháp giáo dục - dạy học theo hớng phát huy tính tích cực,chủ động, sáng tạo của ngời học “Tích cực” trong phơng pháp tích cực đợc

dùng với nghĩa là hoạt động, chủ động, trái với nghĩa là không hoạt động, thụ

động chứ không dùng trái nghĩa với tiêu cực, thuật ngữ rút gọn “phơng pháptích cực” hàm chứa cả phơng pháp dạy và phơng pháp học [8]

I.3.2 Tính tích cực của học sinh trong dạy học hoá học

- Tính tích cực, tự giác trong quá trình dạy học hoá học đợc tạo ra domối liên hệ giữa hoạt động của giáo viên và học sinh trong giờ học hoá học,học sinh cần hiểu rằng sau mỗi công thức các chất là các thông tin lớn vềthành phần, cấu tạo, tính chất của chúng; còn sau mỗi phơng trình hoá học làmột quá trình hoá học đã đợc thực hiện Thông thờng học sinh không thể cókhái niệm đầy đủ về chất và tính chất của chúng, mà cần có sự điều khiển hoạt

động nhận thức học tập của giáo viên cùng với thí nghiệm hoá học

- Quá trình chuyển kiến thức thành lòng tin đợc coi là yếu tố quan trọng

để phát triển tính tự giác, tính tích cực trong dạy học Hoá học Điều này có giátrị thực tiễn trong việc nắm vững cơ sở Hoá học và hình thành thế giới quankhoa học Khi nghiên cứu Hoá học, học sinh hiểu rằng con ngời đã nhận thức

đợc các quy luật tự nhiên, có thể điều khiển đợc sự biến hoá Hoá học của cácchất và cũng có thể tiên đoán hớng và kết quả của phản ứng đang diễn ra

- Hoạt động tích cực nhận thức của học sinh đợc xuất hiện trong cáckhâu của quá trình dạy học Hoá học Giáo viên phát triển các hoạt động nàythông qua các hình thức tổ chức hoạt động học tập khác nhau (bài giảng, tròchuyện, xêmina ) Trong điều kiện hiện đại, một trong các phơng pháp phát

triÓn tÝnh tÝch cùc nhỊn thøc cña hôc sinh lµ ¸p dông ph¬ng ph¸p d¹y hôc cểng dông CNTT vµ truyÒn th«ng

- Ho¹t ®ĩng nhỊn thøc tÝch cùc - ®ĩc lỊp cña hôc sinh liªn quan víi sùt×m kiÕm tri thøc míi, víi sù t×m ra b¶n chÍt cña c¸i míi ®Ó hiÓu nê, cê khoahôc vÒ nê §iÒu nµy cê thÓ ®¹t ®îc b»ng con ®íng gi¶i quyÕt vÍn ®Ò ®îc nªu

ra trong qu¸ tr×nh d¹y hôc

I.3.3 Mĩt sỉ ph¬ng ph¸p d¹y hôc theo híng tÝch cùc

Ngoµi viÖc ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh ho¹t ®ĩng nhỊn thøc cña hôc sinh b»ngc¸ch tư chøc, gi¶i quyÕt c¸c vÍn ®Ò hôc tỊp díi d¹ng bµi tỊp nhỊn thøc, ngíigi¸o viªn cßn cê thÓ tÝch cùc ho¸ ho¹t ®ĩng nhỊn thøc cña hôc sinh th«ng quaviÖc sö dông c¸c PPDH Ho¸ hôc cê hiÖu qu¶ cao

C¸c PPDH ®îc coi lµ tÝch cùc nÕu nh nê kÝch thÝch ®îc sù nì lùc ho¹t

®ĩng trÝ tuÖ cña hôc sinh vµ híng chóng vµo tr¹ng th¸i ho¹t ®ĩng Ngíi ta t¸ch

ra 3 møc ®ĩ cña tÝnh tÝch cùc nhỊn thøc:

M« phâng – b¾t chíc: qu¸ tr×nh chuyÓn c¸c kinh nghiÖm ho¹t ®ĩng ®·

®îc tÝch luü cña ngíi nµy cho ngíi kh¸c

VÝ dô: Gi¸o viªn chØ ra viÖc l¾p ghÐp c¸c dông cô vµ tiÕn hµnh, hôc sinhtheo dđi vµ lƯp l¹i c¸c thao t¸c nµy

Chñ ®ĩng t×m kiÕm - chÍp hµnh: møc ®ĩ ®ĩc lỊp lín h¬n, hôc sinh cÌnnhỊn thøc ®îc nhiÖm vô vµ tù t×m ra con ®íng gi¶i quyÕt nê

VÝ dô: Hôc sinh tù t×m ra con ®íng gi¶i c¸c bµi tỊp ho¸ hôc, c¸c bµi tỊpthùc nghiÖm bÍt k×

Chñ ®ĩng - tÝch cùc - s¸ng t¹o: lµ møc ®ĩ cao cña tÝnh tÝch cùc ho¹t

®ĩng nhỊn thøc Hôc sinh ®Ưt ra nhiÖm vô nhỊn thøc vµ tù x¸c ®Þnh cho m×nhcon ®íng gi¶i quyÕt

VÝ dô: Yªu cÌu hôc sinh thùc hiÖn viÖc tưng hîp mĩt chÍt h÷u c¬ khibiÕt chÍt ban ®Ìu Hôc sinh cÌn h×nh thµnh cho m×nh mĩt lo¹t nhiÖm vô vµgi¶i quyÕt chóng nh:

+ Lùa chôn con ®íng tưng hîp chÍt vµ dông cô thiÕt bÞ

+ TiÕn hµnh tưng hîp chÍt b»ng thùc nghiÖm

Thùc hiÖn d¹y vµ hôc tÝch cùc kh«ng cê nghÜa lµ g¹t bâ c¸c PPDHtruyÒn thỉng Trong hÖ thỉng c¸c PPDH quen thuĩc ®· cê nhiÒu PPDH tÝchcùc VÒ mƯt ho¹t ®ĩng nhỊn thøc, c¸c ph¬ng ph¸p thùc hµnh lµ “tÝch cùc” h¬nc¸c PP trùc quan, c¸c PP trùc quan lµ “tÝch cùc” h¬n c¸c PP dïng líi Mĩt sỉPPDH tÝch cùc cê thÓ ¸p dông ị tríng phư th«ng lµ:

-VÍn ®¸p (®µm tho¹i) t×m tßi

-Dạy học nêu và giải quyết vấn đề

-Dạy học dự án

-Dạy học dựa trên câu hỏi

Trên cơ sở các phơng pháp dạy học tích cực ở trên có thể áp dụng cụ thểcho việc dạy học hoá học nh sau:

- Sử dụng thí nghiệm theo hớng dạy học tích cực

+ Sử dụng thí nghiệm theo PP nghiên cứu

+ Sử dụng thí nghiệm đối chứng, kiểm chứng

+ Sử dụng thí nghiệm nêu vấn đề

- Sử dụng bài tập hoá học heo hớng dạy học tích cực

+ Sử dụng bài tập hoá học nh nguồn kiến thức để học sinh tìm tòi, hìnhthành khái niệm

+ Sử dụng bài tập mô phỏng một số tình huống có vấn đề

+ Sử dụng bài tập dùng để tạo tình huống có vấn đề

+ Sử dụng bài tập rèn kỹ năng, năng lực nghiên cứu khoa học

- Sử dụng phơng tiện trực quan theo hớng dạy học tích cực

- ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học Hoá học

Trong phạm vi đề tài, chúng tôi chỉ đi sâu vào việc nghiên cứu ứng dụng của ICT trong dạy học Hoá học mà trọng tâm là vào các bài giảng ch-

ơng Nguyên tử - ch“ ” ơng trình Hoá học lớp 10 THPT.

I.4 Tính trực quan là tính chất có quy luật của quá trình nhận thức khoa học

Theo [7] Ngời ta đã tổng kết đợc mức độ ảnh hởng của các giác quantrong quá trình truyền thông, sau 6 tháng có thể nhớ đợc:

20% qua những gì mà ta nghe đợc30% qua những gì mà ta nhìn đợc50% qua những gì mà ta nghe và nhìn đợc80% qua những gì mà ta nói đợc

90% qua những gì mà ta nói và làm đợc

Núi & Làm

Hình 1: Tỉ lệ kiến thức nhớ đợc sau khi học

HÖ thèng

ph ¬ng tiÖn trùc quan trong ho¸ häc TruyÒn qua vÖ tinh

H×nh vÏb¶ng

M« h×nhGi¸o viªn

biÓu diÔn

Häc sinh

ë líp minh ho¹

luyÖn tËp

ë phßng thÝ mghiÖm thùc hµnhnghiªn cøu thùc nghiÖm dµi ngµy

II ứng dụng ict trong dạy học hoá học

II.1 Giáo dục và công nghệ [6]

Công nghệ có nghĩa đơn giản là kỹ thuật hoặc công cụ và những phơngpháp có thể áp dụng đợc để giải quyết vấn đề cụ thể hoặc thực hiện một mục tiêunhất định

Hiểu nh thế thì ngôn ngữ và sách vở là những dạng công nghệ đã đợc sử dụng từ rất lâu trong lịch sử phát triển của nhân loại Đầu tiên là ngôn ngữ, một

công cụ rất mạnh giúp cho kiến thức tích luỹ có thể đợc truyền từ thế hệ này sang

thế hệ khác Hàng ngàn năm sau đó xuất hiện chữ viết, cho phép các suy nghĩ và

ý tởng có thể truyền thụ vợt qua mọi giới hạn về thời gian Tiếp theo là kỹ thuật

in cho phép tốc độ và số lợng thông tin đợc chuyển giao tăng vọt Suốt một thời

gian dài, công cụ giảng dạy chủ yếu là sách và tập vở

Cuối thế kỷ XX, các phát minh về máy tính, video, công nghệ thông tin truyền thông (phần mềm máy tính, thiết bị tin học, hệ thống mạng Internet, ) đã

-và đang có những tác động mạnh lên mọi lĩnh vực của đời sống xã hội: giáo dục,khoa học, giải trí, công việc gia đình, Các phơng tiện truyền thông cùng với hệthống mạng toàn cầu Internet đang làm thay đổi cách con ngời tiếp cận tri thức:không chỉ đọc để biết, mà còn nghe, thấy, cảm nhận sự kiện xảy ra ở xa nh đangdiễn ra trớc mắt Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ những thập niên cuốithế kỷ XX đến nay đã tạo ra một khối lợng thông tin khổng lồ, vợt các giới hạn

về thời gian và không gian Chính vì thế, khả năng thu nhận, xử lý để hiểu biếtthông tin một cách nhanh chóng và chính xác là yêu cầu quan trọng hơn nhiều sovới trớc đây Điều đó cũng có nghĩa là phải thay đổi những tiêu chí đào tạo trong

xã hội thông tin hôm nay, cần phải thay khả năng ghi nhớ bằng khả năng tìm kiếm, thu nhận và xử lý thông tin để đạt tới một mục tiêu đặt ra.

Nh vậy trong giáo dục đào tạo, trong một chừng mực nhất định, đã luônphải sử dụng đến công nghệ

II.2 u và nhợc điểm của việc ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học Hoá học.

- Giúp cho bài giảng sinh động phong phú, hấp dẫn đối với HS.

- Giúp GV tiết kiệm đợc thời gian trên lớp trong mỗi tiết học, giúp GV

điều khiển đợc hoạt động nhận thức của HS, kiểm tra, đánh giá kết quả học tậpcủa các em đợc thuận lợi và cho hiệu suất cao hơn

- Giải phóng ngời thầy giáo khỏi một khối lợng lớn các công việc tay chân,

do đó làm tăng khả năng nâng cao chất lợng dạy học

- Đặc biệt nếu áp dụng hình thức đào tạo điện tử (E-Learning) sẽ đáp ứng

đợc mọi tiêu chí: Học mọi nơi, học mọi lúc, học mọi thứ và học mềm dẻo, học một cách mở và học suốt đời.

Việc ứng dụng ICT trong dạy học hóa học sẽ tạo ra một bớc chuyển cơ bảntrong quá trình đổi mới nội dung chơng trình, PPDH và phơng thức đào tạo

II.2.2 Nhợc điểm [19]

- Đa số các ứng dụng hiện nay chủ yếu tập trung vào u điểm trình diễn đamôi trờng (multimedia presentation) của bài giảng trên lớp học, vì vậy nếu khôngchú ý giáo viên thờng dẫn đến tiết dạy học theo cách tập trung vào thầy cô,không tạo điều kiện hoạt động hoá ngời học

- Việc sử dụng phần mềm trình diễn không đúng cách cũng làm cho khảnăng ghi bài của học sinh trở nên rối hơn

- Việc thực hiện dạy học với sự hỗ trợ công nghệ thông tin - truyền thông

đòi hỏi giáo viên phải có những am hiểu nhất định về tin học để xây dựng giáo án

và thiết kế bài giảng điện tử Sử dụng Tin học lại có những đòi hỏi nhất định vềAnh ngữ đang là một trở ngại lớn khác với phần đông giáo viên

II.3 Vai trò của CNTT trong giảng dạy nói chung và giảng dạy Hoá học nói riêng.

Đối với ngành Hoá học, việc ứng dụng CNTT trong giảng dạy hoá học sẽtạo ra một bớc chuyển cơ bản trong quá trình đổi mới nội dung, phơng pháp dạyhọc Cụ thể hơn đó là:

+ CNTT là một công cụ đắc lực hỗ trợ cho việc xây dựng các kiến thứcmới

+ CNTT tạo môi trờng để khám phá kiến thức nhằm hỗ trợ cho quá trìnhhọc tập

+ CNTT tạo môi trờng để hỗ trợ học tập qua thực hành, qua cộng đồng vàqua phản ánh

+ CNTT giúp cho việc đánh giá định tính và định lợng hoá học chính xác,công bằng hơn.

Để phục vụ cho việc đổi mới phơng pháp dạy học, giáo viên có thể theotuỳ từng bài giảng, từng mảng kiến thức hoặc tuỳ theo từng đối tợng học sinh màvận dụng một cách linh hoạt, sáng tạo CNTT trong từng giờ, từng kiểu bài trênlớp Nhờ các công cụ đa phơng tiện (multimedia) của máy tính nh: văn bản(text), đồ hoạ (graphic), hình ảnh (image), âm thanh (sound), giáo viên sẽ xâydựng đợc bài giảng sinh động, thu hút sự tập trung của ngời học, dễ dàng vậndụng các phơng pháp s phạm: phơng pháp dạy học tình huống, phơng pháp dạyhọc nêu vấn đề Qua đó tăng tính tích cực chủ động của học sinh trong quá trìnhhọc tập

Nh thế trong dạy học ngày nay, vai trò của ngời thầy dần thay đổi Nhờ sựtrợ giúp của CNTT, ngời thầy không giữ vai trò trung tâm mà chuyển sang vai trònhà điều khiển trong kiểu dạy học hớng tập trung vào học sinh

Báo cáo “ICT và nghề dạy học” của trờng đại học Amsterdam, dự đoántrong 10 năm tới CNTT và phơng pháp dạy học điện tử sẽ ảnh hởng sâu sắc, thay

đổi các phơng pháp dạy và học, vai trò và chức năng của thầy dạy cũng nh ngờihọc

Tuy nhiên ứng dụng CNTT vào dạy học ở nớc ta hiện nay cũng gặp một

số khó khăn:

+ Chi phí đầu t trang thiết bị, cơ sở vật chất lớn

+ Đòi hỏi đội ngũ giáo viên và học sinh phải có trình độ tin học nhất định.+ Khi sử dụng máy tính điện tử, ngời ta dễ đánh mất cảm giác chân thựcthiếu đi những cảm xúc, xúc giác và ấn tợng thực Do đó ICT chỉ hỗ trợ chứkhông thay thế đợc các thí nghiệm thực hành

+ Việc sử dụng CNTT tự phát đã tạo ra nhiều bài giảng chỉ đơn thuần là

đ-a nội dung bài học thông thờng trong sách giáo khođ-a sđ-ang văn bản Do đó ngờigiáo viên dùng máy tính để dạy học cần phải biết chắc rằng, mình thiết kế cái gì,mình trình bày cái gì trớc, cái gì sau Nếu không chú ý có thể làm lộ thông tin mà

đáng lẽ học sinh phải là ngời khám phá và phát hiện

Nh vậy, ta có thể khẳng định rằng “Đổi mới phơng pháp dạy học Hoá họcbằng CNTT là xu thế của thời đại ngày nay” Tuy nhiên việc ứng dụng làm sao

để khai thác hợp lí và hiệu quả của CNTT vào dạy học nói chung và dạy học Hoáhọc nói riêng lại cần phải có những nghiên cứu cụ thể và nghiêm túc

II.4 Tình hình sử dụng máy tính và khai thác các phần mềm để dạy học ở nớc

đắc lực cho sự nghiệp kinh tế - xã hội" Nhìn lại những năm vừa qua chúng ta

thấy nội dung giáo dục ít gắn liền với yêu cầu của cuộc sống hàng ngày, dạy họcvẫn bằng phơng pháp lạc hậu: thầy giảng - trò ghi, cha cập nhật đợc những thànhtựu khoa học tiên tiến trên thế giới Do đó, sản phẩm giáo dục - con ngời thôngqua giáo dục đào tạo thờng thiếu năng động sáng tạo, còn nhiều bỡ ngỡ, lúngtúng, thậm chí bất lực trớc đòi hỏi của cuộc sống vốn rất đa dạng và luôn luônbiến đổi không ngừng

Để hoà cùng với nhịp độ phát triển giáo dục chung của các nớc trên thếgiới, trong những năm 1990 trở lại đây, Bộ giáo dục và đào tạo đã có những cốgắng trong việc tăng cờng trang thiết bị cho nhà trờng, cung cấp thêm nhiều máytính, mở rộng và nâng cao chất lợng đào tạo sinh viên khoa Công nghệ thông tin,

cử nhiều giáo viên đi học thêm tin học, khuyến khích các cán bộ nghiên cứu cácphần mềm dạy học

Trong khoảng mời năm gần đây đã đa chơng trình dạy Tin học vào nhà ờng phổ thông trung học, trình độ giảng dạy và ứng dụng tin học đã có cơ sởvững chắc, nhiều phần mềm dạy học đã thử nghiệm Nhiều GV đã thử ứng dụngphần mềm của nớc ngoài để làm công cụ dạy học, song các phần mềm còn quá ít

tr-ỏi, các ứng dụng còn mang tính thử nghiệm Nếu xây dựng và đa các phần mềmvào dạy học phổ biến sẽ là một bớc ngoặt quan trọng cho nền giáo dục nớc nhà

Hiện nay ở nhiều trờng THPT đã đợc trang bị máy vi tính để dạy môn tinhọc Một số các GV bộ môn Toán, Vật lý, Hoá học, Sinh học, Địa lí, Ngoại ngữcũng bắt đầu nghiên cứu, khai thác các phần mềm có đợc để dạy học bộ môn củamình

Đối với bộ môn Hoá học, việc đổi mới PPDH, phơng tiện, thiết bị dạy học

đang từng bớc cải tiến Hầu hết các GV đã thấy đợc vai trò quan trọng của việckhai thác các phần mềm phục vụ cho quá trình dạy học để nâng cao chất lợngdạy học Tuy nhiên, do trình độ tin học của GV còn nhiều hạn chế, kinh phí đầu

t vào các phơng tiện, thiết bị dạy học còn hạn hẹp nên việc khai thác các phần

mềm vi tính trong dạy học Hóa học bớc đầu gặp rất nhiều khó khăn Do vậy, viêcứng dụng CNTT vào giảng dạy đã làm cho ngời học thấy hứng thú hơn, giờ họctrở nên sôi nổi hơn, họ tiếp thu bài nhanh hơn và ngời học có cảm giác nh tựmình đang tìm ra những điều mới lạ ở thế giới xung quanh chúng ta.

III cơ sở lý thuyết về giáo án điện tử

III.1 Khái niệm về giáo án điện tử

Trong những năm gần đây, máy tính đợc sử dụng rộng rãi trong nhà trờngvới t cách là phơng tiện dạy học với nhiều phần mềm đợc thiết kế dới các quan

điểm khác nhau Đồng thời hình thức sử dụng máy vi tính vào dạy học cũng rất

đa dạng và phong phú Tuy nhiên bài giảng điện tử là hình thức sử dụng phổ biếntrong công cuộc đổi mới dạy và học hiện nay

Theo PGS – TS Lê Công Triêm (ĐHSP Huế) cho rằng:

Bài giảng điện tử là một hình thức tổ chức bài trên lớp mà ở đó toàn bộ kế hoạch hoạt động dạy học đều đợc chơng trình hoá do giáo viên điều khiển thông qua môi trờng Multimedia do máy vi tính tạo ra.

Multimedia đợc hiểu là đa phơng tiện, đa môi trờng, đa truyền thông.Trong môi trờng Multimedia, thông tin đợc truyền dới dạng văn bản (text), đồhoạ (graphics), hoạt ảnh (amiation), ảnh chụp (image), âm thanh (audio) và phim(video clip)

Đặc trng cơ bản nhất của bài giảng điện tử là toàn bộ kiến thức của bàihọc, mọi hoạt động điều khiển của giáo viên đều phải Multimedia hoá

Để có một bài giảng điện tử hiệu quả thì việc xây dựng giáo án điện tử

đóng vai trò quyết định Hiện nay cha có một định nghĩa chuẩn xác về giáo án

điện tử, tuy nhiên một trong nhng khái niệm đợc nhiều ngời biết đến và chấpnhận:

Giáo án điện tử là bản thiết kế cụ thể toàn bộ kế hoạch hoạt động dạy học của giáo viên, học sinh trong giờ lên lớp Toàn bộ kế hoạch hoạt động dạy học đ-

ợc Multimedia hoá một cách chi tiết, có cấu trúc chặt chẽ và logic đợc quy định bởi cấu trúc bài học.

Giáo án điện tử là kết quả của hoạt động thiết kế bài dạy đợc thể hiện bằngvật chất trớc khi bài dạy đợc tiến hành hay giáo án điện tử chính là kịch bản củabài giảng điện tử Chính vì vậy, xây dựng giáo án điện tử hay thiết kế bài giảng

điện tử là hai cách gọi khác nhau cho một hoạt động cụ thể để có đợc bài giảng

điện tử

Mục 3 (…)

Bài… (tên bài học)

Kiểm tra bài cũ

Đặt vấn đềNội dung bài mới

Mục 1 (…)Mục 2 (…)

III.2 Nguyên tắc thiết kế giáo án điện tử

Cơ sở để thiết kế giáo trình điện tử và giáo án điện tử phải dựa vào sáchgiáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập, là việc sử dụng linh hoạt các phần mềm

hỗ trợ đặc biệt là phần mềm thiết kế FrontPage và phần mềm trình diễnPowerPoint; cộng với các phơng pháp dạy học tích cực, tăng cờng hoạt động củahọc sinh, lấy ngời học làm trung tâm Do vậy khi soạn một giáo trình điện tử vàgiáo án điện tử phải đảm bảo những nguyên tắc sau:

¿ Nguyên tắc đảm bảo tính khoa học:

Nguyên tắc này đòi hỏi nội dung thiết kế phải đảm bảo chính xác về mặtkhoa học, đồng thời phải phù hợp với trình độ khoa học công nghệ Nghĩa là phảilấy nội dung SGK và SGV làm cơ sở Hình ảnh, phim sử dụng phải phù hợp vớinội dung cần truyền đạt

¿ Nguyên tắc đảm bảo tính s phạm:

Nguyên tắc này đòi hỏi khi thiết kế phải có bố cục hợp lí, phù hợp vớinhận thức của các em học sinh, đồng thời phát huy đợc tính tích cực chủ động,sáng tạo trong hoạt động nhận thức Từ đó phát triển đợc năng lực t duy cho các

em học sinh

Giáo trình và giáo án phải dễ sử dụng, giúp ngời giáo viên dễ dàng truyền

đạt kiến thức cho học sinh, đồng thời học sinh cũng dễ dàng sử dụng khi không

có giáo viên hớng dẫn

¿ Nguyên tắc đảm bảo tính thẩm mỹ:

Nội dung của giáo trình và giáo án phải sử dụng các hình ảnh, tranh, hình

vẽ phải có tính thẩm mỹ cao, hình khối hài hoà, rõ nét Tỉ lệ giữa các đờng nétphải cân xứng, màu sắc hợp lí, tránh lạm dụng quá nhiều màu sắc, âm thanh, hiệuứng không cần thiết Điều đó nhiều khi không tập trung đợc sự chú ý của họcsinh vào nội dung bài học, dẫn đến hiệu quả giáo dục thấp

¿ Nguyên tắc đảm bảo tính kinh tế:

Nguyên tắc này đòi hỏi khi thiết kế, chi phí sản xuất thấp, phù hợp vớikinh tế của trờng phổ thông, mà vẫn đạt đợc hiệu quả giáo dục cao

III.3 Cấu trúc của giáo án điện tử.

Một giáo án điện tử có thể có cấu trúc nh sau:

Mục 4 (…)

Trọng tâm của bàiPhiếu học tậpBài tập về nhàTham khảo

…

III.4 Quy trình thiết kế giáo án điện tử

Bớc 1: chuẩn bịBớc 2: xây dựng th viện t liệuBớc 3: multimedia hoá từng đơn vị kiến thứcBớc 4: lựa chọn ngôn ngữ, các phần mềm trình diễn để xây dựngtiến trình dạy học thông qua các hoạt động cụ thể

Bớc 5: chạy thử, sửa chữa và hoàn thiện

Dới đây là nội dung cụ thể của từng bớc:

Bớc 1: chuẩn bị

Xác định mục tiêu bài học

Đọc kĩ SGK, SGV và kết hợp với các tài liệu tham khảo để tìm hiểu nộidung và cái đích cần đạt tới của mỗi bài Trên cơ sở đó xác định đợc mục tiêu vềkiến thức, kĩ năng, thái độ và t duy cho hoc sinh

Phân tích nội dung, xác định phơng pháp truyền tải kiến thức

Phân tích nội dung bài học ra từng đơn vị kiến thức, chính xác hoá nộidung, xác định trọng tâm của bài Sắp xếp trình tự các nội dung đó sao cho hợplý

Xác định phơng pháp dạy học cho từng đơn vị kiến thức một cách linh hoạtnhằm đạt đợc mục tiêu giáo dục đề ra

Su tầm kiến thức có liên quan

Bớc 2: Xây dựng các th viện t liệu:

Th viện t liệu có thể có dạng:

Bớc 3: Multimedia hoá từng đơn vị kiến thức

Đây là bớc quan trọng cho việc thiết kế giáo án điện tử để phân biệt vớicác loại giáo án truyền thống Việc mutimedia hoá đợc thực hiện qua các bớcsau:

Dữ liệu hoá thông tin kiến thức

Phân loại kiến thức đợc khai thác dới dạng văn bản, đồ hoạ, âm thanh,phim

Su tầm hoặc xây dựng nguồn t liệu mới sẽ đợc sử dụng trong bài học

Chọn lựa các phần mềm dạy học có sẵn cần dùng để liên kết

Xử lí các t liệu thu đợc để nâng cao chất lợng về hình ảnh, âm thanh, thẩm

Đánh giá của ngời khác

I Nội dung Tổng điểm: 45

- Truyền đạt đầy đủ nội dung SGK,

Nếu tổng điểm < 50 : Không đạt yêu cầu.

Nếu tổng điểm từ 50 – 70 : Đạt loại trung bình

Nếu tổng điểm từ 70 – 85 : Đạt loại khá

Nếu tổng điểm từ 85 - 100 : Đạt loại tốt

kết luận chơng i

Trong chơng I đã trình bày khái quát những xu hớng đổi mới phơng phápdạy học trên thế giới và ở nớc ta Tỡnh hỡnh ứng dụng cụng nghệ thụng tin vàtruyền thụng trong dạy và học Hoỏ học ở nước và trờn thế giới Giới thiệu một sốphần mềm dạy học hoỏ học

• Nghiờn cứu quy trỡnh thiết kế giỏo ỏn điện tử, tiờu chớ đỏnh giỏ

• Đề xuất về sử dụng phối hợp phần mềm dạy học với cỏc phương tiện kỹthuật dạy học khỏc nhau trong dạy học Hoỏ học.

Phơng tiện, thiết bị dạy học, chính là một yếu tố ban đầu tạo tiền đề chonhận thức lý tính - hình thức nhận thức một cách sâu sắc bản chất các sự vật hiệntợng, thế giới khách quan Thiếu nó quá trình nhận thức sẽ trở nên khó khăn hơn

đối với ngời học, trong đó nhiệm vụ quan trọng là đa giáo dục tin học vào nhà ờng và các phần mềm dạy học đợc coi là một nhân tố quan trọng

Chơng II

sử dụng phối hợp các phầm mềm dạy học để thiết kế

các bài giảng chơng nguyên tử - lớp 10 THpt

I Nôị dung cơ sở lí thuyết Hóa học

Nội dung cơ sở lí thuyết Hóa học rất quan trọng trong quá trình nhận thức

đặc biệt là vấn đề CTNT và ĐLTH Sau đây là sơ lợc lịch sử của vấn đề:

I.1 Sơ lợc lịch sử của vấn đề

2500 năm trớc nhà triết học Hy lạp Democrit đa ra thuật ngữ nguyên tử Giả thuyết của ông là: “Nếu chia đôi liên tiếp một đồng xu bạc thì phần cuối cùng không thể chia nhỏ hơn là nguyên tử”

2300 năm sau đó khái niệm nguyên tử bị nhà thờ bác bỏ Các nhà khoahọc bị đàn áp:

- Bruno bị thiêu sống.

- Galile phải thề rằng trái đất đứng yên và mặt trời quay quanh trái đất

Đến thế kỷ XVIII, nhà bác học Nga Lomonoxop đa ra lí thuyết phân tử,nguyên tủ Khái niệm nguyên tử là hạt đại diện cho nguyên tố Hóa học

Dựa vào thuyết nguyên tử ngời ta có thể giải thích đợc nhiều kết quả thựcnghiệm về Hóa học và Vật lý

Nhng phải đợi đến cuối thế kỉ XIX đầu thế kỷ XX, những công trình thựcnghiệm mới chứng tỏ một cách hiển nhiên rằng: nguyên tử là có thật và có cấu

tạo phức tạp hơn ngời ta vẫn tởng Nguyên tử bao gồm hạt nhân tích điện dơng

và các electron (e) tích điện âm quay quanh nó.

Hạt nhân là cơ sở của nguyên tử, quyết định bản sắc của nó và không bị

biến đổi trong các quá trình Hóa học Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo bởi hai loại

Bảng 3 Đặc tính của các hạt cấu tạo nên nguyên tử

hạt: proton (p) và nơtron (n) trừ hạt nhân nguyên tử hiđro Số lợng (p) bằng số

hiệu nguyên tử, kí hiệu là Z N là kí hiệu chỉ số lợng (n) trong hạt nhân

Proton đợc Rutherfod tìm ra năm 1916 khi bắn phá hạt nhân nitơ bằng tia

α

Năm 1932 khi tiến hành thí nghiệm bắn phá hạt nhân beri bằng tia α,

Chatwick (cộng tác viên của Rutherford) đã tìm ra đợc nơtron.

Hạt nhân là một hệ rất phức tạp Do những khó khăn về Toán học cho đếnnay việc mô tả cấu trúc hạt nhân là cha làm đợc Một số mô hình về cấu trúc hạtnhân đã đợc xây dựng, nhng chỉ mô tả đợc một phạm vi nhất định của nó Hạtnhân nguyên tử có thể thay đổi trong quá trình của phản ứng hạt nhân, tạo ra

nguyên tử của nguyên tố mới

S ố khối (A): A = Z + N

Đồng vị Có khoảng 300 đồng vị tự nhiên và 1000 đồng vị nhân tạo trong

số 110 nguyên tố hóa học đã biết

Phần quyết định dạng vận động Hóa học – dạng liên kết hóa học giữa cácnguyên tử trong phân tử – là lớp vỏ electron Vậy chúng có cấu trúc nh thế nào?

Lớp vỏ electron của nguyên tử

Năm 1897, J.J.Thomson (nhà bác học Anh), cho phóng điện với thế hiệu

1500 vôn qua hai điện cực gắn vào đầu một ống thủy tinh đã rút gần hết khôngkhí (áp suất chỉ còn 0,001 mmHg) thì thấy màn huỳnh quang trong ống thuỷ tinhphát sáng Màn huỳnh quang phát sáng do sự xuất hiện các tia không nhìn thấy

đợc đi từ cực âm sang cực dơng Tia này đợc gọi là tia âm cực, tia âm cực bị lệch

về phía cực dơng khi đặt ống thuỷ tinh trong một điện trờng Tia âm cực là chùm

hạt mang điện tích âm và mỗi hạt đều có khối lợng đợc gọi là các electron và kí hiệu là e.

Sự chuyển động của electron trong nguyên tử

a Mô hình nguyên tử của Bo

Mô hình nguyên tử cũ do Rutherfod và Bor đề xớng Mô hình này cho rằngtrong nguyên tử các electron chuyển động trên những quỹ đạo tròn hay bầu dụcxác định xung quanh hạt nhân, nh các hành tinh quay quanh Mặt Trời Do đó, môhình này còn đợc gọi là mô hình hành tinh nguyên tử

a) Nguyên tử hiđro

.

.

b) Nguyên tử liti

Hình 2 Mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford và Borh

Tuy nhiên, mô hình này không phản ánh đúng trạng thái chuyển động của electron trong nguyên tử Từ lí thuyết Vật lí hiện đại, lí thuyết cơ học lợng tử, ta biết trạng thái chuyển động của electron là những hạt vi mô (những hạt vô cùng nhỏ) có những khác biệt về bản chất so với sự chuyển động của những vật thể vĩ mô (vật thể lớn) mà ta thờng quan sát hằng ngày

b Mô hình hiện đại về sự chuyển động của electron trong nguyên tử, obitan nguyên tử.

Để mô tả đúng đắn cấu tạo nguyên tử, cơ học lợng tử ra đời Trong nguyên

tử, các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân không theo một quỹ

đạo xác định nào Cơ học lợng tử không xác định vị trí chính xác của electron

trong không gian mà xác định xác suất có mặt electron tại một thời điểm quan

sát đợc

Nếu ta xét xác suất có mặt của electron trong một đơn vị thể tích (rất nhỏ) thì

giá trị xác suất thu đợc gọi là mật độ xác suất có mặt electron.

Electron có thể có mặt ở bất kỳ vị trí nào trong không gian nguyên tử nhngmật độ xác suất có mặt electron không đồng đều Tập hợp tất cả các mật độ xácsuất có mặt electron trong không gian xung quanh hạt nhân cho ta một hình ảnh

đợc gọi là obitan nguyên tử

Obitan l gì? Mà gì? M ợn khái niệm hàm mật độ xác suất

Theo sgk: Obitan nguyên tử là khoảng không gian xung quanh hạt nhân

mà tại đó tập trung phần lớn xác suất có mặt electron (khoảng 90%).

Theo Hóa lợng tử: Obitan là hàm không gian Ψn, l, m (r, θ, φ), nghiệm củaphơng trình Schrodingger, mô tả những trạng thái khác nhau của electron trongnguyên tử

Còn hàm│Ψn, l, m (r, θ, φ)│2 cho biết sự phân bố mật độ xác suất có mặtcủa electron trong nguyên tử ứng với mỗi obitan

Việc giải phơng trình Srođingơ làm xuất hiện số lợng tử chính n có vai tròquan trọng nhất Nó có thể nhận những giá trị nguyên dơng từ 1 trở đi Nó còncho biết electron thuộc lớp nào trong nguyên tử Trong nguyên tử hạt nhân mang

điện tích dơng hút các electron ở các lớp khác nhau bằng các lực liên kết khácnhau Những electron ở gần hạt nhân nhất liên kết với hạt nhân chặt chẽ nhất.Ngời ta nói chúng ở mức năng lợng thấp nhất Ngợc lại những electron ở lớp xahạt nhân thì có mức năng lợng cao nhất, chúng dễ bị tách ra khỏi nguyên tử hơncác electron khác Chính các electron này quy định tính chất hóa học của cácnguyên tố Tùy theo mức năng lợng cao hay thấp mà electron đợc phân bố theotừng lớp electron (hay mức năng lợng) Các electron có mức năng lợng gần bằngnhau thuộc cùng một lớp Các lớp electron đánh số n = 1, 2, 3, kí hiệu: K, L,

M, N,

Mỗi lớp electron lại đợc phân chia thành phân lớp electron Các electrontrong mỗi phân lớp có mức năng lợng bằng nhau Các phân lớp đợc ký hiệu bằngchữ cái s, p, d, f

Những tính toán cơ học lợng tử cho thấy rằng: ngoài kích thớc ra các đámmây electron còn khác nhau về hình dạng Để đặc trng cho hình dạng các đámmây electron ngời ta đa thêm số lợng tử obitan l Theo những dữ kiện lý thuyết:Obitan s có dạng hình cầu, các obitan p có hình quả tạ đôi, các obitan f, g, h cócấu tạo phức tạp hơn

a) Obitan s b) Các obitan px, py, pz

Hình 3 Hình dạng các obitan nguyên tử

Khi đặt nguyên tử vào một từ trờng hay điện trờng ngoài thì các vạchquang phổ sẽ bị tách ra, tức là làm xuất hiện những vạch mới nằm sát nhau Điều

đó có nghĩa là với những giá trị n, l nhất định có thể có một số trạng thái electron

có năng lợng bằng nhau Các trạng thái này gọi là các trạng thái suy biến Sự suybiến sẽ mất đi khi cho một từ trờng ngoài tác dụng lên electron và khi đó sẽ xuấthiện những vạch mới trên phổ Những biến đổi năng lợng xảy ra dới sự tác độngcủa từ trờng ngoài là do sự khác nhau về đặc trng phân bố các đám mây electron

đối với nhau Để đặc trng cho sự phân bố của đám mây electron xung quanh hạtnhân ngời ta dùng số lợng tử từ ml

Việc nghiên cứu cấu trúc tinh vi của quang phổ nguyên tử cho thấy rằng:ngoài sự khác nhau về kích thớc của đám mây electron,về hình dạng và đặc trngphân bố đối với nhau, các electron còn có một đặc trng định tính nữa gọi là spin.Một cách đơn giản ta có thể xem spin là sự quay của bản thân electron xungquanh trục của nó, spin có thể dơng hoặc âm Để đặc trng cho spin của electronngời ta đa ra số lợng tử thứ t ms

Cấu hình lớp vỏ electron của nguyên tử đợc xây dựng dựa trên một sốnguyên lý và quy tắc sau:

1 Nguyên lý vững bền

ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron chiếm lần lợt những obitan có mức năng lợng từ thấp đến cao.

Hay: Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các obitan sao cho

có số electron độc thân là tối đa và các electron này phảicó chiều tự quay giống nhau.

Nhờ áp dụng nguyên lý Pauli và nguyên lý vững bền có thể xác định đợc

số electron tối đa có thể có ở mỗi lớp, mỗi phân lớp, mỗi obitan và cách sắp xếpcủa chúng trong nguyên tử

- Số electron tối đa trong một obitan: ở mỗi obitan các electron đợc đặctrng bằng 3 số lợng tử giống nhau thì số lợng tử thứ 4 ms phải khácnhau Nh vậy mỗi obitan chỉ có thể chứa tối đa là 2 electron có spin đốisong

- Số electron tối đa trong một phân lớp là 2(2l+1)

- Số electron tối đa trong một lớp là 2n2

Các electron lớp ngoài cùng hầu nh quyết định tính chất hóa học củamột nguyên tố Biết đợc sự phân bố electron trong nguyên tử, nhất là biết sốelectron lớp ngoài cùng có thể dự đoán đợc những tính chất hóa học tiêu biểu củanguyên tố đó

Ngày nay cấu tạo nguyên tử trở nên rõ ràng dới ánh sáng của cơ học lợngtử

Định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Mendeleep công bố ĐLTH năm 1861 Khi đó ngời ta cha biết nguyên nhâncủa ĐLTH Đóng góp lớn nhất của cấu tạo nguyên tử đó là giải thích nguyênnhân của ĐLTH

Định luật tuần hoàn

Nội dung định luật, nguyên nhân (sgk Hóa học lớp 10)

Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố trong chu kỳ, trong phân nhóm chính

I.2 Hệ thống kiến thức về cấu tạo nguyên tử ở trờng phổ thông

-Thành phần cấu tạo nguyên tử, đặc điểm các hạt cấu tạo nên nguyên tử.

- Nguyên tố hóa học, những đặc trng của nguyên tố hóa học

- Cấu trúc vỏ electron nguyên tử

Kích thớc khối lợng nguyên tử Điện tích: 1+

Proton(p) Khối lợng: 1đvC Hạt nhân nguyên tử Điện tích: 0

Nơron(n) Khối lợng:1đvC Nguyên

tử Điện tích:

Vỏ nguyên tử Electron(e) Khối lợng: 5,5.10-4đvC

Obitan NT: Không gian mà xác suất có mặt của (e) lớn nhất

Gồm các (e) có năng lợng gần bằng nhau

Cấu Lớp (e) Kí hiệu: n = 1, 2, 3… ơng ứng K L M N )(t

trúc Số lợng obitan: n2

vỏ (e) Gồm các (e) có năng lợng bằng nhau

của Phân lớp (e) Kí hiệu: s p d f

ở trờng phổ thông (Toàn bộ những kiến thức cơ bản về Hóa học hiện nay đợc xâydựng trên cơ sở lí thuyết cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn):

- Kiến thức về nguyên tố đợc nghiên cứu một cách hệ thống qua từng nhóm,phân nhóm, chu kỳ…

- Kiến thức phần hóa học hữu cơ, lí thuyết về các qúa trình Hóa học, phản ứngoxi hóa - khử… cũng đợc xây dựng trên cơ sở lí thuyết cấu tạo nguyên tử và

- Phơng pháp thờng đợc áp dụng là phơng pháp suy diễn Đi từ đặc điểm CTNT

đến đặc điểm về vị trí của nguyên tố trong bảng HTTH từ đó suy ra các tính chấthóa học đặc trng của nguyên tố đó

- Cấu tạo nguyên tử và Hệ thống tuần hoàn là phơng tiện s phạm khi nghiên cứucác nội dung Hóa học

II Giới thiệu một số phần mềm sử dụng, ứng dụng để thiết kế các bài giảng môn Hoá học

Trong luận văn chúng tôi đã sử dụng các phần mềm: Windows, M.SFrontPage, PowenrPoint, Violet, Flash, Orbital Viewer Các phần mềm khác cóthể áp dụng trong dạy học Hóa học nh: M.S Publisher, ChemWin, ChemLab,Titration, Isis\Draw, Chem Office,…

II.1 phần mềm hệ thống windows :

windows là một hệ thống điều hành bao gồm 1 bộ chơng trình để liên kết

và điều khiển mọi hoạt động các bộ phận của máy tính ổ đĩa, máy in, bàn phímcon chuột màn hình, Nó tạo ra lệnh để con ngời có thể trực tiếp ra lệnh chomáy Nhờ hệ điều hành mà các chơng trình khác nhau có thể chạy đợc Nếukhông có hệ điều hành thì máy tính chỉ là phần cứng vô dụng windows là phầnmềm đợc sử dụng rộng rãi không những ở lĩnh vực kinh tế - XH mà còn ở tronglĩnh vực giáo dục windows có khả năng khai thác xây dựng các phần mềm nóichung và các phần mềm dạy học nói riêng

II.2 Phần mềm thiết kế web M.S FrontPage, M.S Publisher

Đây là những phần mềm có thể lập trình nhiều chức năng, nhờ những câulệnh u việt đợc thiết kế bằng chơng trình Java, những hiệu ứng riêng, có nhiềutiện ích cho việc thu thập thông tin từ bất cứ trang nào và cả từng phần trong mộttrang và cả hiệu ứng màu sắc, âm thanh

Ví dụ: Việc xây dựng phần trắc nghiệm, xây dựng từ điển hoá học,… trênnhững câu lệnh u việt của phần mềm này

Sau khi soạn thảo xong, M.S FrontPage sẽ cho phộp xuất bài soạn ra thànhmột file EXE hoặc file HTML chạy độc lập, tức là khụng cần M.S FrontPage vẫn

cú thể chạy được trờn mọi mỏy tớnh, hoặc đưa lờn mỏy chủ thành cỏc bài giảngtrực tuyến để sử dụng qua mạng Internet

II.3 Phần mềm trình diễn PowerPoint

powerpoint là một phần mềm chuyên thiết kế để trình diễn, đối với bộmôn Hóa học, chơng trình trình diễn powerpoint có thể tạo ra những Slide mớilàm cho việc dạy học trên máy vi tính cũng tơng tự nh việc dạy học bằng giáo án,nhng chơng trình trình diễn powerpoint có nhiều u điểm về các hiệu ứng dịch

chuyển trang, nối kết, truy cập thông tin từ bất cứ file dữ liệu nào trong cùng hệthống máy tính cũng nh các hiệu ứng về màu sắc, âm thanh

Ví dụ: Việc sử dụng phần mềm tin học M.S PowerPoint cho việc xây dựng

và giảng dạy theo phơng pháp Grap các bài ôn tập tổng kết chơng Hóa học pháthuy đợc tính tích cực, chủ động sáng tạo của học sinh trong giờ học Sử dụngphần mềm tin học M.S PowerPoint cho việc xây dựng các bài thí nghiệm ảo,trình diễn các thí nghiệm, mô phỏng, mô tả các mô hình phân tử hay các cơ chếphản ứng

II.4 Phần mềm Violet

Violet là cụng cụ giỳp cho cỏc giỏo viờn cú thể tự xõy dựng được phầnmềm hỗ trợ dạy học theo ý tưởng của mỡnh một cỏch nhanh chúng So với cỏccụng cụ khỏc, Violet chỳ trọng hơn trong việc tạo ra cỏc bài giảng cú õm thanh,hỡnh ảnh, mụ phỏng, chuyển động và tương tỏc rất phự hợp với học sinh trunghọc

Violet được viết tắt từ cụm từ tiếng Anh: Visual & Online Lecture Editorfor Teacher (cụng cụ soạn thảo bài giảng trực tuyến dành cho giỏo viờn)

Tương tự phần mềm thiết kế Powerpoint, Violet cú đầy đủ cỏc chức năngdựng để tạo cỏc trang nội dung bài giảng như nhập cỏc dữ liệu văn bản, cụngthức toỏn, cỏc dữ liệu multimedia (ảnh, õm thanh, phim, hoạt hỡnh Flash ), sau

đú lắp ghộp cỏc dữ liệu, sắp xếp thứ tự, căn chỉnh hỡnh ảnh, tạo cỏc chuyển động

và hiệu ứng, xử lý cỏc tương tỏc với người dựng Riờng đối với việc xử lý dữ liệumultimedia, Violet tỏ ra mạnh hơn hẳn so với Powerpoint, vớ dụ như cho phộpnhập và thể hiện cỏc file Flash hoặc cho phộp điều khiển quỏ trỡnh chạy của cỏcđoạn phim v.v

Violet cung cấp sẵn nhiều mẫu bài tập chuẩn thường được sử dụng trongcỏc SGK và sỏch bài tập như:

Bài tập trắc nghiệm, gồm cú cỏc loại: một đỏp ỏn đỳng, nhiều đỏp ỏn đỳng,ghộp đụi, chọn đỳng sai,

Bài tập ụ chữ: học sinh phải trả lời cỏc ụ chữ ngang để suy ra ụ chữ dọc

Vẽ đồ thị hàm số

Bài tập kộo thả chữ/kộo thả hỡnh ảnh

Sau khi soạn thảo xong bài giảng, Violet sẽ cho phộp xuất bài giảng rathành một file EXE hoặc file HTML chạy độc lập, tức là khụng cần Violet vẫn

cú thể chạy được trờn mọi mỏy tớnh, hoặc đưa lờn mỏy chủ thành cỏc bài giảngtrực tuyến để sử dụng qua mạng Internet

Violet cú giao diện được thiết kế trực quan và dễ dựng, ngụn ngữ giao tiếp

và phần trợ giỳp của Violet hoàn toàn bằng tiếng Việt Vỡ vậy, một giỏo viờnkhụng giỏi Tin học và Ngoại ngữ vẫn cú thể sử dụng được Violet một cỏch dễdàng Mặt khỏc, do sử dụng Unicode nờn font chữ trong Violet và trong cỏc sảnphẩm bài giảng đều đẹp, dễ nhỡn và cú thể thể hiện được mọi thứ tiếng trờn thếgiới Thờm nữa, Unicode là bảng mó chuẩn quốc tế nờn font tiếng Việt luụn đảmbảo tớnh ổn định trờn mọi mỏy tớnh, mọi hệ điều hành và mọi trỡnh duyệt Internet

II.5 Một số phần mềm hoá học

(1) Phần mềm ChemWin

Đây là phần mềm cho phép vẽ các công thức cấu tạo phân tử, đặc biệt làcấo tạo phân tử của hợp chất hữu cơ, các orbital, các công thức hoá học một cáchnhanh chóng mà trên các phần mềm khác sẽ rất khó khăn

(2) Phần mềm ChemLab

Phần mềm này cho phép mô phỏng các thí nghiệm một cách khá gần gũivới thực tiễn, cũng có các dụng cụ thí nghiệm nh: eclen, buret, pipet; các hóachất nh: HCl, NaOH; các chỉ thị nh: Metyl đỏ, phenolphtalein,…

Giáo viên có thể sử dụng trong các giờ thực hành, trình diễn những thínghiệm không thể tiến hành trong điều kiện thực tế

(3) Phần mềm Titration

Không nh hai phần mềm trên, titration chỉ tập trung vào mô phỏng cácphản ứng chuẩn độ axit - bazơ Mặc dù ta không thể làm nh trong phòng thínghiệm: lấy dụng cụ, hoá chất rồi tiến hành chuẩn độ Nhng Titration lại có đặcbiệt là cho phép ta theo dõi sụ biến thiên pH của dung dịch vào thể tích các chất

đa vào Từ đó có thể xác định đợc điểm tơng đơng và tính nồng độ chất cần thiết

Phần mềm này do tiến sĩ Robert.J Lancashire, Đại học Tây ấn (Jamica) và tiến sĩAnder G.Booth, Đại học Leed (Anh) thc hiện.

(4) Phần mềm Orbital Viewer

Đây là phần mềm mô tả hình dạng các obitan nguyên tử và phân tử trên cơ

sở giải các bài toán Hoá học lợng tử Chúng ta có thể chụp hình các obitan nàytrong khi trình diễn để làm t liệu Phần mềm này đợc xây dựng bởi DavidManthey, ngời Mỹ Bạn có thể tải miễn phí trên mạng internet tại:

http://www.orbital.com-orb để sử dụng

(5) Phần mềm ISIS DRAW và Chem Office

Hai phần mềm này cũng là công cụ đắc lực cho việc soạn các công thứchóa học dới dạng lập thể, đặc biệt trong hoá học hữu cơ Phần mềm này cũng cóthể tải miễn phí trên mạng internet và sử dụng cho mục đích khoa học, không vụlợi kinh doanh, tại:

http://www.mdi.com với một tập tin duy nhất draw24.exe, có kíchthớc 7,42MB

(6) Phần mềm Flash

Phần mềm này là một công cụ đắc lực giúp ta thực hiện các minh hoạ động

nh mô tả quá trình sản xuất mà không có điều kiện cho học sinh đi tham quanhoặc khó diễn đạt, mô phỏng các thí nghiệm đặc biệt