NỘI DUNG
Cơ sở lý luận
1 Tổng quan về công nghệ thông tin
1.1 Khái niệm về công nghệ thông tin
Công nghệ thông tin (IT) là một lĩnh vực kỹ thuật sử dụng máy tính và phần mềm để quản lý thông tin Tại Việt Nam, theo Nghị quyết Chính phủ 49/CP ngày 4 tháng 8 năm 1993, Công nghệ Thông tin được định nghĩa là tập hợp các phương pháp khoa học và công cụ kỹ thuật hiện đại, chủ yếu là máy tính và viễn thông, nhằm khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên thông tin phong phú trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người và xã hội.
1.2 Vai trò của công nghệ thông tin trong dạy học Hóa học
Cách mạng công nghiệp 4.0 tập trung vào công nghệ thông tin, ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực như kinh tế chia sẻ, dịch vụ thông minh, nông nghiệp, y tế, giáo dục và giao thông Đây là thời kỳ con người kết hợp kiến thức và kỹ năng để hội nhập toàn cầu Chỉ thị số 16/CT-TTg của Thủ tướng Chính phủ nhấn mạnh sự cần thiết phải tăng cường năng lực tiếp cận cuộc CMCN 4.0, dựa trên hệ thống kết nối số hóa và sự phát triển của Internet vạn vật cùng trí tuệ nhân tạo Việc cải cách công nghệ thông tin - truyền thông là yếu tố then chốt trong các giải pháp chiến lược, nhằm thúc đẩy đổi mới sáng tạo và nâng cao nhận thức xã hội về CMCN 4.0.
CNTT có vai trò quan trọng để dạy và học môn Hóa học một cách hiệu quả:
- Công cụ hỗ trợ đắc lực cho GV soạn tư liệu dạy học
- Tìm kiểm và khai thác thông tin trên các trang web cung cấp thông tin về những chủ đề học tập bằng tiếng Việt và tiếng nước ngoài
Tham khảo video và phim về quy trình sản xuất tại các nhà máy giúp học sinh hiểu rõ hơn về thực tế Các thí nghiệm ảo, như thí nghiệm độc hại hay điều kiện phản ứng phức tạp, là giải pháp cho những hạn chế về cơ sở vật chất và thời gian trong lớp học Hình thức học tập đa dạng, bao gồm cả trực tiếp và trực tuyến, khuyến khích học sinh tự học và phát triển tư duy, đồng thời giúp các em chủ động trong mọi tình huống.
2 Tổng quan về thí nghiệm hoá học
2.1 Khái niệm dạy học bằng phương pháp trực quan
Phương pháp dạy học trực quan là cách mà giáo viên sử dụng các phương tiện kỹ thuật và đồ dùng dạy học để tổ chức cho học sinh có sự tri giác có chủ đích Phương pháp này giúp học sinh theo dõi tiến trình và sự biến đổi của đối tượng quan sát trong quá trình tiếp thu tài liệu mới, ôn tập, củng cố, hệ thống hóa và kiểm tra kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo.
Sử dụng phương pháp trực quan trong dạy học hóa học là cách tích cực hóa hoạt động dạy và học, giúp phát triển năng lực tìm tòi khám phá, hợp tác trong nghiên cứu thí nghiệm và sử dụng ngôn ngữ hóa học Trong đó, thí nghiệm (TN) là một trong những phương tiện trực quan quan trọng cho môn Hóa học Giáo viên có thể áp dụng TN trong giảng dạy và nghiên cứu tài liệu mới thông qua ba phương pháp: nghiên cứu, phát hiện và giải quyết vấn đề, cũng như kiểm chứng.
2.2 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Hoá học
Trong lịch sử phát triển của khoa học hóa học, thí nghiệm hóa học đóng vai trò quan trọng và không thể thiếu Tất cả các lý thuyết hóa học đều dựa trên nền tảng thực nghiệm vững chắc Do đó, việc tiến hành thí nghiệm là cần thiết để người học nắm vững kiến thức môn Hóa học Thí nghiệm hóa học không chỉ giúp học sinh bổ sung kiến thức mà còn củng cố các khái niệm và định luật lý thuyết, đồng thời rèn luyện kỹ năng nghiên cứu khoa học, làm sáng tỏ những kiến thức đã học trên lớp.
GV sử dụng TN trong dạy học để minh họa và hình thành kiến thức cho HS, giúp ôn tập, củng cố và vận dụng kiến thức đã học Qua đó, HS nắm vững các khái niệm và lý thuyết mới, nghiên cứu và kiểm chứng tính chất hóa học của các chất cụ thể, cũng như rèn luyện kỹ năng thực hành hóa học thông qua các TN kiểm chứng tính chất đã học.
TN tạo sự hứng thú cho học sinh, khuyến khích sự tích cực trong việc tham gia các hoạt động tìm tòi và sáng tạo Đồng thời, TN giúp học sinh rèn luyện tính cẩn thận, kiên trì, cần cù và tiết kiệm, từ đó góp phần hình thành và phát triển nhân cách của các em.
2.2.1 Thí nghiệm là phương tiện trực quan
Thí nghiệm là công cụ quan trọng trong dạy học Hóa học, giúp học sinh chuyển đổi giữa tư duy cụ thể và trừu tượng Qua việc thực hiện thí nghiệm, học sinh làm quen với các chất hóa học và nắm bắt các tính chất hóa học, vật lý của chúng Mỗi chất hóa học có màu sắc đặc trưng như trắng, vàng, lục nhạt, xanh lục, xanh lam, Quan sát thí nghiệm giúp học sinh phát triển tư duy logic và kiến thức thực tế, từ đó khắc sâu các tính chất hóa học và nâng cao hiệu quả học tập môn Hóa.
2.2.2 Thí nghiệm là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn
Nhiều TN rất gần gũi với cuộc sống, với quy trình công nghệ Vì vậy, TN giúp
Học sinh (HS) cần vận dụng kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, vì học là để phục vụ cho cuộc sống Quá trình dạy học cần gắn liền với thực tiễn, giúp HS ghi nhớ và hình dung lại kiến thức khi gặp hiện tượng tự nhiên Điều này không chỉ giúp các em dễ dàng giải thích hiện tượng mà còn phát huy tính tích cực, sáng tạo và nhạy bén trong việc áp dụng kiến thức vào các tình huống khác nhau Như vậy, việc dạy học hóa học góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục chung, đào tạo những con người toàn diện với kỹ năng cần thiết và khả năng thích ứng trong mọi hoàn cảnh.
2.2.3 Rèn luyện kĩ năng thực hành
Khi thực hiện thí nghiệm hóa học, việc thiếu cẩn thận có thể dẫn đến nguy hiểm, thậm chí tử vong Học sinh cần tuân thủ đúng các thao tác, sử dụng hóa chất chính xác và lấy lượng hóa chất phù hợp để nâng cao kỹ năng thực nghiệm và giải quyết vấn đề Qua đó, học sinh sẽ phát triển những đức tính cần thiết của người lao động mới như cẩn thận, ngăn nắp, kiên nhẫn và trung thực.
2.2.4 Phát triển tư duy, nâng cao lòng tin vào khoa học
Thí nghiệm (TN) giúp học sinh (HS) phát triển tư duy và hình thành thế giới quan duy vật biện chứng Qua mỗi thí nghiệm, HS chú ý vào hiện tượng nghiên cứu và thực hiện tư duy phân tích, tổng hợp, so sánh để rút ra kết luận chính xác Khi tham gia TN hoặc chứng kiến các hiện tượng hóa học, HS sẽ củng cố niềm tin vào kiến thức đã học và vào khả năng của bản thân Ngược lại, nếu không quan sát được hiện tượng, HS sẽ nghi ngờ về những gì mình nghĩ và tự đặt ra câu hỏi cho chính mình.
2.2.5 Tạo hứng thú cho học sinh
Việc sử dụng thí nghiệm hóa học trong lớp học không chỉ tạo hứng thú cho học sinh mà còn khuyến khích sự khám phá và tìm hiểu sâu hơn về môn học Học sinh sẽ khó có thể yêu thích và đam mê khoa học nếu chỉ tiếp nhận những bài giảng lý thuyết khô khan Khi được quan sát các thí nghiệm thú vị, học sinh sẽ chủ động tìm hiểu các thí nghiệm và tính chất hóa học của các chất mà không cần sự nhắc nhở từ giáo viên.
TN hóa học đóng vai trò quan trọng trong việc dạy và học Hóa học Nếu một người học Hóa mà chưa từng thực hiện hoặc quan sát thí nghiệm, có thể coi như họ chưa thực sự học môn này.
2.3 So sánh thí nghiệm thật với thí nghiệm ảo
Có thể nói rằng TN ảo hay TN thật thì cũng đều được xếp vào dòng là TN trực
Lý thuyết 8 quan giúp làm sáng tỏ kiến thức, kích thích hứng thú học tập và giáo dục tính tò mò khoa học cho học sinh Phương pháp này giúp học sinh dễ dàng nhận thức và thu nhận kiến thức một cách rõ ràng và sâu sắc, đồng thời tạo ra không khí lớp học sôi nổi và hào hứng Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng.
Cơ sở thực tiễn
1 Thực trạng dạy học bằng TN Hoá học hiện nay ở trường THPT
Hiện nay, thí nghiệm ảo đang được phát huy tối đa bên cạnh thí nghiệm trực tiếp với dụng cụ hóa chất tại phòng thí nghiệm Nguyên nhân chính là do khó khăn trong việc thực hiện thí nghiệm tại phòng, như thiếu dụng cụ và hóa chất, cũng như sự hiện diện của nhiều chất độc hại Thêm vào đó, học sinh chưa nắm vững cách sử dụng hóa chất và dụng cụ, dễ gây nguy hiểm khi di chuyển hóa chất Hơn nữa, tính hiếu động của học sinh có thể dẫn đến việc làm vỡ dụng cụ thí nghiệm và gây ồn ào, khó quản lý trong lớp học.
Vì vậy nên để đảm bảo được thời gian học tập và an toàn cho HS, phần lớn GV thỉnh thoảng mới cho trực tiếp làm thí nghiệm
2 Thực trạng sử dụng các phần mềm hỗ trợ dạy học Hoá học Ở nước ta hiện nay, các thầy cô cũng đang sử dụng các phần mềm hỗ trợ dạy học như đã giới thiệu ở trên nhưng mức độ tiếp cận và sử dụng hết các tính năng của
Việc ứng dụng phần mềm hỗ trợ dạy học hóa học đã mang lại kết quả tích cực, làm thay đổi không khí lớp học và kích thích hứng thú học tập của học sinh Tuy nhiên, nhiều phần mềm hiện nay vẫn khó sử dụng, thao tác phức tạp, và thiếu ngân hàng dụng cụ hóa chất Quá trình cài đặt yêu cầu trình giả lập phức tạp và tốn phí, dẫn đến nhiều học sinh gặp khó khăn trong việc tính toán định lượng hóa chất và thực hiện thí nghiệm.
3 Thực trạng ứng dụng thí nghiệm hoá học ảo trong dạy học Hoá học 3.1 Mục đích điều tra
Nghiên cứu thực trạng thiết kế và sử dụng thí nghiệm, đặc biệt là thí nghiệm ảo trong giảng dạy Hóa học Bên cạnh đó, tôi cũng khảo sát mức độ yêu thích của học sinh đối với môn Hóa học và khả năng ứng dụng kiến thức Hóa học của các em trong việc giải quyết các vấn đề thực tiễn.
Tôi đã tiến hành khảo sát HS thuộc 2 trường THPT Nghi Lộc 2, Trường THPT Nghi Lộc 5 GV thuộc các trường THPT Huyện Nghi Lộc
Tôi đã tiến hành điều tra bao gồm những điều sau đây:
- Khảo sát mức độ yêu thích môn Hóa học
- Tình hình sử dụng TN, đặc biệt là TN ảo trong dạy và học Hóa học
- Khó khăn của GV trong việc thiết kế và sử dụng TN hóa học ảo Nội dung điều tra được minh họa trong PHỤ LỤC 1, PHỤ LỤC 2
3.4 Phân tích kết quả điều tra a) Đối với học sinh
Bảng thống kê dưới đây phản ánh việc sử dụng TN trong dạy học Hóa học nhằm phát triển hứng thú học tập của HS
TT Nội dung Số lượng Tỉ lệ %
Em cảm thấy thế nào về môn Hóa học ở trường phổ thông?
Em yêu thích môn Hoá học 75 50 %
Hóa học là một môn học khó nên em chỉ có thể hiểu những kiến thức cơ bản 50 33.33 %
Hóa học là môn học để thi nên em phải học 15 10 %
Em hoàn toàn không quan tâm đến Môn Hóa học 10 6.67 %
Kết quả khảo sát cho thấy 50% học sinh luôn thể hiện sự tích cực trong các giờ học hóa học, trong khi nửa còn lại cảm thấy môn hóa học khó khăn và thiếu hứng thú.
Em có thích những tiết hóa học có sử dụng TN không?
Hứng thú 50 33.33 % Ít hứng thú 5 3.33 %
Nhận xét: Qua khảo sát, HS đặc biệt hứng thú với các tiết học có sử dụngTN
Em có cảm nhận như thế nào về những tiết dạy hóa học có lồng ghép thí nghiệm?
Tập trung hơn vào bài học 20 13.33 %
Các TN giúp em hiểu rõ hơn về bài học 90 60 %
Em thích môn Hóa học hơn 40 26.67 %
Nhận xét: Đa số HS cho rằng các TN trong bài học giúp các em tập trung và hứng thú học tập hơn
Trong các tiết dạy hóa học, thầy cô thường sử dụng các TN như thế nào?
Không bao giờ sử dụng 0 0 %
Học sinh thường xuyên (73,33%) và không thường xuyên (20%) được phép quan sát giáo viên trong quá trình thực hiện thí nghiệm Đa số học sinh cho rằng thí nghiệm trong bài học giúp họ tập trung và tăng cường hứng thú học tập.
GV của em thường sử dụng loại TN nào?
Từ các TN có sẵn trong SGK 10 6,67 %
Từ video thử nghiệm trên Internet 50 33,33 %
Trực tiếp làm thí nghiệm 75 50 %
Em có biết về phần mềm TN hóa học ảo hoặc đã từng sử dụng chưa?
Hầu hết học sinh chưa từng hoặc chỉ thỉnh thoảng sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo, cho thấy rằng công cụ này chưa được phổ biến trong môi trường học tập Tuy nhiên, học sinh tỏ ra hứng thú hơn khi tham gia vào các bài học có sử dụng thí nghiệm.
Bảng thống kê dưới đây phản ánh việc sử dụng TN trong dạy học Hóa học nhằm phát triển hứng thú học tập cho HS
STT Nội dung Số lượng Tỉ lệ %
Thầy cô đánh giá như thế nào về tầm quan trọng của việc phát triển phẩm chất, năng lực cho HS trong dạy học ở trường phổ thông?
Theo khảo sát, hầu hết giáo viên đều nhận định rằng việc nâng cao năng lực phẩm chất của học sinh là rất quan trọng trong chương trình giáo dục phổ thông mới.
2 Ý kiến của GV về sự cần thiết của việc sử dụng TN trong dạy học Hoá học?
Theo khảo sát, 100% giáo viên cho rằng việc sử dụng tài nguyên trong lớp học là cần thiết và rất quan trọng Việc áp dụng tài nguyên dưới nhiều hình thức khác nhau đóng vai trò quan trọng trong quá trình dạy học Do đó, giáo viên cần nắm vững cách thiết kế và thực hiện các loại tài nguyên phù hợp để nâng cao hiệu quả giảng dạy.
TN hóa học có ích lợi gì trong dạy học Hóa học?
HS tích cực tham gia học tập 10 50 %
Nội dung bài học dễ hiểu 6 30 %
HS tiếp thu kiến thức tốt hơn và nhớ lâu hơn 4 20 %
Nhận xét từ kết quả thống kê cho thấy lợi ích của TN hóa học, với 50% giáo viên cho rằng học sinh có thể tham gia tích cực vào bài học, trong khi 30%
GV cho rằng việc sử dụng TN trong hóa học giúp nội dung bài học trở nên dễ hiểu hơn, từ đó cho phép học sinh tiếp thu và lưu giữ kiến thức lâu dài Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng TN góp phần nâng cao chất lượng dạy học.
Tần suất sử dụng TN trong dạy học Hóa học ?
Không sử dụng thí nghiệm 0 0 %
Nhận xét: Tần suất sử dụng TN trong dạy học biểu đồ thể hiện điều đó, đồng thời
GV nhận thức rõ tầm quan trọng của việc sử dụng TN trong dạy học, nhưng 60% GV chỉ sử dụng TN một cách không thường xuyên Điều này dẫn đến sự khác biệt nhỏ giữa nhận thức và tần suất sử dụng TN trong các lớp hóa học ở trường phổ thông Nguyên nhân có thể do cơ sở vật chất của các trường còn thiếu thốn và một số GV vẫn áp dụng phương pháp dạy học truyền thống.
Giai đoạn nào của quá trình dạy học thầy/cô thường sử dụng TN trên lớp nhất?
Hoạt động hình thành kiến thức 16 80 %
Hoạt động luyện tập và vận dụng vào thực tiễn 2 10 %
Nhận xét: TN được sử dụng trong tất cả các khâu của quá trình dạy học Phần lớn
GV sử dụng TN ở giai đoạn hình thành kiến thức mới
GV thường sử dụng TN để dạy học như thế nào?
Từ các TN có sẵn trong SGK 0 0 %
Từ video thử nghiệm trên Internet 10 50 %
Trực tiếp làm thí nghiệm 8 40 %
Nhận xét: Kết quả khảo sát cho thấy đa số GV sử dụng TN từ 3 nguồn: Từ video
TN trên Internet (50%), trực tiếp làm TN (40%) hoặc thiết kế TN ảo (10%) các
Thí nghiệm từ internet rất phong phú và dễ dàng tìm kiếm, giúp giáo viên nhanh chóng áp dụng vào bài học Bên cạnh đó, giáo viên cũng thực hiện thí nghiệm trực tiếp để học sinh dễ dàng quan sát hiện tượng, rèn luyện kỹ năng làm thí nghiệm và xử lý tình huống thực tế Một số giáo viên lựa chọn tự thiết kế thí nghiệm bằng phần mềm.
Thầy (cô) đã từng sử dụng phần mềm TN ảo trong dạy học chưa?
Không bao giờ sử dụng 0 0 %
Hầu hết giáo viên ít sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo trong dạy học Hóa học do cho rằng việc tự thiết kế thí nghiệm tốn nhiều thời gian Ngoài ra, hóa chất trong các phần mềm này không đáp ứng đầy đủ cho các thí nghiệm, và kiến thức về công nghệ thông tin của giáo viên còn hạn chế.
8 Theo Thầy (cô) việc sử dụng TN ảo trong quá trình dạy học có những ưu điểm gì?
Không phải mất nhiều thời gian chuẩn bị dụng cụ và hóa chất 0 0 %
TN ảo không gây độc hại, nguy hiểm cho GV và học sinh 17 85 %
GV có thể điều chỉnh tốc độ thí nghiệm 1 5 %
Tất cả đều hợp lý 2 10 %
Theo thống kê, 85% giáo viên cho rằng thí nghiệm ảo không gây hại cho giáo viên và học sinh Điều này cho thấy thí nghiệm ảo mang lại lợi ích, cho phép thực hiện những thí nghiệm mà giáo viên không thể thực hiện trong lớp học.
Nó cũng chứng minh rằng việc sử dụng ảo TN trong giờ học hóa học góp phần nâng cao chất lượng dạy học
GV gặp khó khăn gì khi sử dụng TN ảo trong lớp học?
Hóa chất và dụng cụ không đủ để làm tất cả các loại thí nghiệm 10 50 %
Năng lực CNTT của GV còn hạn chế 7 35 %
Những phần mềm này rất khó sử dụng 2 10 %
Sử dụng phầm mềm Yenka thiết kế TN ảo dạy học phần Cơ sở hóa học đại cương, chương trình GDPT 2018
1 Phân tích phần Cơ sở hóa học đại cương, chương trình GDPT 2018
1.1 Mục tiêu của phần Cơ sở hóa học đại cương, chương trình Hoá học
Chương trình Hóa học 2018 tập trung vào ba mạch nội dung chính: kiến thức cơ bản về hóa học, hóa học vô cơ và hóa học hữu cơ Phần Hóa học đại cương cung cấp những kiến thức nền tảng thiết yếu, bao gồm cấu tạo nguyên tử, liên kết hóa học, năng lượng hóa học và tốc độ phản ứng.
20 ứng hóa học, phản ứng oxi hóa khử, năng lượng hóa học, pin điện và chất điện phân, cùng với bảng tuần hoàn, là những yếu tố quan trọng giúp học sinh hiểu bản chất và nghiên cứu các quy luật hóa học trong hóa vô cơ và hóa hữu cơ.
1.2 Mạch nội dung kiến thức của phần Cơ sở hóa học đại cương, chương trình Hoá học 2018
Mạch nội dung kiến thức của phần cơ sở hóa học đại cương chương trình hóa học 2018 được thể hiện qua các lớp như sau:
- Bảng tuần hoàn các nguyên tố
- Phản ứng oxi hóa - khử
- Tỷ lệ phản ứng hóa học
- Cân bằng hóa học - Pin điện và điện phân
1.3 Đặc điểm nội dung phần cơ sở hóa học đại cương, chương trình hóa học 2018
Nội dung trong chương trình Hóa học 2018 có những đặc điểm khó thiết kế bằng thí nghiệm thực tế, với nhiều khái niệm trừu tượng và thí nghiệm khó thực hiện trong phòng thí nghiệm Do đó, cần áp dụng phương pháp trực quan và thí nghiệm hóa học Những thí nghiệm này cũng cho phép học sinh thực hiện tại nhà để tự học hoặc thao tác trên máy tính.
* Có 3 phương pháp chính để sử dụng TN ảo trong dạy học Hóa học:
Sử dụng TN ảo trong tiết thực hành giúp giáo viên hướng dẫn học sinh thao tác với những thí nghiệm khó trước khi thực hiện trực tiếp, hoặc cho phép thực hiện những thí nghiệm chưa có điều kiện thực hiện trong phòng thí nghiệm.
Sử dụng TN ảo để tạo ra các bài tập đánh giá giúp giáo viên thiết kế câu hỏi và bài kiểm tra liên quan đến TN, hoặc sử dụng hình ảnh TN làm nội dung cho các bài tập.
Sử dụng TN ảo để học bài mới: Trước khi tiến hành thí nghiệm, GV yêu cầu
Học sinh (HS) đưa ra giả thuyết và dự đoán về phản ứng sẽ xảy ra, sau đó tiến hành quan sát và mô tả thí nghiệm để xác định tính đúng đắn của ý kiến của mình Việc xác định giả thuyết là đúng hay sai giúp HS tự giải thích hiện tượng và viết các phương trình phản ứng, từ đó rút ra kết luận Dạy học thực nghiệm ảo nhằm mục đích này giúp HS có kiến thức vững chắc, sâu sắc và phong phú về lý luận cũng như thực tiễn, đồng thời hình thành kỹ năng nghiên cứu khoa học và khả năng phát hiện, giải quyết vấn đề.
2 Một số thao tác cơ bản khi sử dụng phần mềm Yenka
Có thể khởi động chương trình bằng 2 cách:
- Nháy đúp vào biểu tượng trên màn hình nền
- Click chuột phải vào biểu tượng Bấm mở
Cửa sổ làm việc của Yenka xuất hiện, bạn cần xác nhận giấy phép tại nhà bằng cách nhấn vào “I’m at home” và sau đó chọn "OK" để sử dụng miễn phí.
Cách 1: Click vào biểu tượng góc trên bên phải cửa sổ chương trình
Cách 2: Click vào ô góc dưới bên trái cửa sổ chương trình
Cách 3: Nhấn tổ hợp phím Ctrl + Q
- Bấm vào nút ở góc bên trái của chương trình, chương trình đang hoạt động, màn hình thử nghiệm sẽ xuất hiện
- Mở các tab công cụ:
- Để chuyển đổi chế độ toàn màn hình, bấm vào nút
- Để tạm dừng hoặc chạy thử nghiệm, nhấp vào nút
- Để điều chỉnh tốc độ của phản ứng, bấm vào nút , thanh điều chỉnh sẽ xuất hiện
+ Kéo sang trái, tốc độ phản ứng sẽ chậm lại
+ Kéo sang phải, tốc độ phản ứng sẽ nhanh hơn
- Để mở bảng tuần hoàn, bấm vào nút
- Để xóa một đối tượng ta chọn đối tượng đó và nháy nút
Bấm vào Chemicals – Hóa chất, chọn hóa chất và kéo nó vào glassware - khu vực thí nghiệm
Rót hóa chất vào dụng cụ thủy tinh bằng cách kéo chai hóa chất đến gần dụng cụ, cho phép hóa chất tự động chảy vào trong.
To adjust the volume and concentration of a solution, select the solution and double-click on the desired concentration and volume that need to be modified, then press Enter For example, take the solution
* Điều chỉnh khối lượng và độ mịn fine-meshed cho bột rắn:
Chọn solids→Click vào điều chỉnh mass and fineness fine-meshed - khối lượng và độ mịn và nhấn nút
Enter (độ mịn có 3 chế độ: fine, medium và raw)
* Lấy hóa chất với thể tích nhỏ bằng pipet:
- Đặt pipet vào cốc dung dịch, dung dịch tự động được hút vào pipet, khi vạch trên pipet chuyển từ màu đỏ sang màu xanh
- Đặt pipet vào bình nón, dung dịch từ pipet tự động chảy vào bình nón
* Quan sát trong quá trình thí nghiệm:
- Hiển thị chi tiết phản ứng: Chọn đối tượng
→ Chọn biểu tượng để hiển thị chi tiết phản ứng
- Điều chỉnh hiển thị chi tiết phản ứng: Có 3 chế độ hiển thị phương trình phản ứng: Tượng trưng, ion và chữ
Chúng ta có thể hiển thị các thông số của phản ứng hóa học bằng cách chọn hiển thị phương trình phản ứng, bao gồm khối lượng, nồng độ mol, nồng độ và số mol của chất trong dung dịch Để quan sát sự sắp xếp giữa các nguyên tử và ion trong phản ứng, hãy nhấn vào nút tương ứng.
Sự sắp xếp của các nguyên tử ở trạng thái rắn
Ion trong dung dịch Sự kết hợp của các nguyên tử trong phản ứng hoá học
Vẽ đồ thị: Để vẽ dữ liệu từ các thỉ nghiệm:
Click vào Presentation → Click vào graph (biểu đồ) kéo và thêm vào mô hình
- Cài đặt thiết bị TN và nhấn nút tạm dừng thí nghiệm
- Kéo biểu tượng mục tiêu từ trục y và nhả nút chuột khi nó ở trên đối tượng muốn vẽ biểu đồ dữ liệu
- Click vào chữ "Property " bên trục y để chọn đại lượng cần vẽ như: khối lượng, thể tích, pH,…
- Để thay đổi cài đặt cho graph (đồ thị) ta nhấp đúp chuột vào nó Trong
Properties Pane (ngăn thuộc tính) bạn có thể xuất dữ liệu sang excel, đồng thời thay đổi màu sắc và kiểu dáng của đường, điểm, trục và đường lưới
- Theo mặc định, đồ thị được vẽ theo thời gian Để thay đổi điều này, hãy nhấp vào mũi tên màu xám bên dưới trục x
Để vẽ đồ thị cho các đại lượng khác nhau của cùng một đối tượng, bạn cần chọn thuộc tính đối tượng cục bộ Tiếp theo, hãy nhấp vào thuộc tính và chọn số lượng mong muốn.
+ Để vẽ đồ thị theo một đại lượng được đo từ một đối tượng khác, chọn
"Specific object property" Kéo biểu tượng mục tiêu vào đối tượng bạn muốn, sau đó nhấp vào từ "Property" và chọn số lượng
Trên đồ thị, có thể hiển thị tối đa 4 đoạn, mỗi đoạn đại diện cho một thuộc tính của đối tượng Bộ chọn Đối tượng được hiển thị bên trái trục y, mặc dù mặc định chỉ có một bộ chọn được hiển thị Mỗi bộ chọn Đối tượng đi kèm với một chỉ báo màu để nhận diện Để thêm một dấu vết vào biểu đồ, người dùng có thể thực hiện các bước cần thiết.
Để chỉnh sửa biểu đồ, trước tiên bạn cần mở ngăn Thuộc tính bằng cách nhấp đúp vào biểu đồ Tiếp theo, trong phần Traces, hãy kiểm tra tùy chọn hiển thị Show trace cho một hoặc nhiều đoạn bổ sung.
• Thanh công cụ đồ thị và hành động: Ở bên phải biểu đồ, bạn sẽ thấy một thanh công cụ nhỏ Các nút cho phép tự
26 động khớp tỷ lệ giữa trục x và trục y với đồ thị, cho phép người dùng phóng to, thu nhỏ và xóa biểu đồ Dữ liệu theo dõi có thể được điều tra thông qua các thao tác và nút trên thanh công cụ.
Pan (Xoay): Nhấp và kéo bất kỳ đâu trên lưới biểu đồ để xem các khu vực bên ngoài phạm vi hiển thị
Fit to X-axis / Fit to Y-axis - (Khớp với trục X / Khớp với trục Y):
Sử dụng các nút trên thanh công cụ để điều chỉnh lại tỷ lệ trục X hoặc Y cho đến khi có thể nhìn thấy tất cả dữ liệu liên quan
Chức năng Phóng to / Thu nhỏ cho phép người dùng tập trung vào các khu vực cụ thể của biểu đồ Mỗi lần nhấn nút, đồ thị sẽ được phóng to hoặc thu nhỏ thêm 10%.
Restart graph (Khởi động lại đồ thị): Nút Khởi động lại sẽ khởi động lại đồ thị Tất cả các đoạn hiện có được xóa khỏi biểu đồ
3 Các TN ảo có thể xây dựng khi dạy học phần Cơ sở hóa học đại cương, chương trình GDPT 2018
3.1 Ứng dụng phần mềm Yenka thiết kế TN hoá học ảo về các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng
* TN 1: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng: Có 4 TN
* TN 1a: Ảnh hưởng của diện tích bề mặt đến tốc độ phản ứng a) Thiết bị và hóa chất
Dụng cụ: Bình nón, ống bơm khí, đồ thị
• Lấy bình nón - erlenmeyer flask: Nhấp vào New → Glassware → Nhấp vào Standard → Nhấp vào bình nón
• Lấy xi lanh khí- gas syringe: Nhấp vào Glassware → Nhấp vào Đo lường → Nhấp vào xi lanh khí
• Lấy đồ thị- Graph: Click Presentation → Click Graph
Hóa chất: dung dịch hydrochloric acid (HCl), calcium carbonate (CaCO3) hai dạng: bột và thô
• Lấy dung dịch HCl: Bấm Chemicals - Hóa chất → Bấm Acids → Bấm hydrochloric acid
• Lấy CaCO3: Nhấp vào Hóa chất → Nhấp vào carbonates → Nhấp vào Calcium carbonate b) Cách tiến hành:
Bước 1: Kéo 25cm 3 hydrochloric acid 1M và cho vào mỗi bình nón
Bước 2: Kéo 10g calcium carbonate dạng bột cho vào bình nón thứ nhất, ở bình thứ hai ta cho 10g calcium carbonate dạng thô
Bước 3: Hủy tạm dừng mô hình bằng cách nhấn nút và xem sự thay đổi về âm lượng của 2 ống tiêm khí
* TN 1b: Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng:
Ta có một mô hình
TN được thiết kế sẵn như sau:
Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đề xuất
Việc thiết kế thí nghiệm ảo bằng phần mềm Yenka để dạy học nội dung cơ sở hóa học đại cương trong chương trình GDPT là cần thiết và khả thi Phần mềm này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả giảng dạy mà còn tạo điều kiện cho học sinh tiếp cận kiến thức một cách trực quan và sinh động Sự kết hợp giữa công nghệ và giáo dục sẽ góp phần cải thiện chất lượng học tập và phát triển tư duy khoa học cho học sinh.
2 Nội dung và phương pháp khảo sát
2.1 Nội dung khảo sát Đánh giá sự cấp thiết, tính khả thi của việc thiết kế thí nghiệm ảo bằng phần mềm Yenka để dạy học nội dung phần cơ sở hoá học đại cương, chương trình GDPT
Năm 2018, tại trường THPT, khảo sát được thực hiện nhằm kiểm chứng tính cấp thiết và khả thi của các giải pháp đề xuất cho vấn đề nghiên cứu hiện tại Qua điều tra, chúng tôi xác nhận mức độ cấp thiết và tính khả thi của các biện pháp trong đề tài.
2.2 Phương pháp khảo sát và thang đánh giá
Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã xây dựng một kế hoạch thực nghiệm nhằm đánh giá sự cấp thiết và tính khả thi của đề tài.
Thiết kế phiếu điều tra dưới dạng bảng hỏi nhằm đánh giá sự cấp thiết và tính khả thi của vấn đề nghiên cứu trong đề tài, sử dụng thang đánh giá 04 mức.
Điểm số từ 1 đến 4 được phân loại như sau: Không cấp thiết, Ít cấp thiết, Cấp thiết và Rất cấp thiết Tương tự, mức độ khả thi cũng được chia thành bốn loại: Không khả thi, Ít khả thi, Khả thi và Rất khả thi.
- Thu thập số liệu, xử lí thống kê và phân tích kết quả bằng phương pháp thống kê toán học Tính điểm trung bình X theo phần mềm Microsoft Excel
Giá trị trung bình cộng ( X ) Tổng điểm toàn bộ đối tượng khảo sát
Số lượng đối tượng được khảo sát Điểm trung bình lấy sau dấu phẩy thập phân 2 chữ số bằng quy tắc làm tròn
3 Đối tượng khảo sát: Tổng hợp các đối tượng khảo sát
TT Đối tượng Số lượng
1 HS Trường THPT Nghi Lộc 2, THPT Nghi Lộc 5 177
2 GV Trường THPT Nghi Lộc 2, THPT Nghi Lộc 5 12
4 Kết quả khảo sát về sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đề xuất 4.1 Sự cấp thiết của các giải pháp đã đề xuất:
* Nội dung phiếu khảo sát PHỤ LỤC 6
Bảng tổng hợp kết quả khảo sát GV và HS về sự cấp thiết của các giải pháp:
Số lượng lựa chọn mức Các thông số
Không cấp thiết (1điểm) Ít cấp thiết
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hoá học
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về chuẩn độ Acid- baze
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về các chỉ số và thang đo pH trong dung dịch
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về thử tính dẫn điện của dung dịch
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về pin điện hoá
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về điện phân dung dịch
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về khả năng phản ứng của kim loại
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về kiểm tra màu ngọn lửa khi đốt cháy hợp chất kim loại
8 40 72 69 3.07 Cấp thiết Đánh giá sự cấp thiết của các giải pháp đề xuất
Dựa trên số liệu từ bảng trên, có thể nhận thấy sự cần thiết cấp bách trong việc phát triển và áp dụng các biện pháp được đề xuất, thể hiện rõ qua điểm trung bình và mức độ tương ứng của từng biện pháp.
4.2 Tính khả thi của các giải pháp đề xuất: Nội dung phiếu PHỤ LỤC 7 Bảng tổng hợp kết quả khảo sát GV và HS về tính khả thi của các giải pháp
Số lượng lựa chọn mức Các thông số
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về các yếu tố ảnh hưởng
45 đến tốc độ phản ứng
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hoá học
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về chuẩn độ Acid- baze
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về các chỉ số và thang đo pH trong dung dịch
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về thử tính dẫn điện của dung dịch
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về pin điện hoá
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về điện phân dung dịch
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về khả năng phản ứng của kim loại
Yenka thiết kế TN hoá học ảo về kiểm tra màu ngọn lửa khi đốt cháy hợp chất kim loại
8 18 107 56 3.12 Khả thi Đánh giá tính khả thi của các giải pháp đề xuất
Dựa trên số liệu từ bảng, có thể nhận thấy tính khả thi cao trong việc phát triển và áp dụng các biện pháp được đề xuất, thể hiện qua điểm trung bình và mức độ tương ứng của từng biện pháp.
Khảo sát tính hiệu quả của các giải pháp đề xuất
- Xác định tính hiệu quả của các biện pháp gây hứng thú trong dạy học hóa học
10 chương Halogen ở trường phổ thông
2 Nội dung và phương pháp khảo sát
Qua tìm hiểu đối tượng nghiên cứu, tôi đã tiến hành xây dựng kế hoạch thực nghiệm sau:
- Thiết kế kế hoạch bài dạy có sử dụng việc thiết kế thí nghiệm ảo bằng phần mềm Yenka để dạy học
- Tổ chức dạy học theo kế hoạch đã thiết kế
- Kiểm tra đánh giá tính hiệu quả của HS thông qua bài kiểm tra, Bài test
- Xử lí số liệu thu được sau khi chấm bài kiểm tra theo phương pháp thống kê toán học
3 Đối tượng khảo sát Đối tượng và địa bàn thực nghiệm: Tôi và đồng nghiệp chọn mỗi trường 2 lớp
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tiến hành khảo sát tại 2 trường THPT Nghi Lộc 2 và THPT Nghi Lộc 5, mỗi trường có 2 lớp đối chứng và 2 lớp thực nghiệm Các lớp này được chọn với số lượng học sinh và chất lượng học tập tương đương.
- Lớp đối chứng: Dạy theo phương pháp bình thường
- Lớp thực nghiệm: Dạy theo hướng áp dụng các biện pháp của đề tài
Chúng tôi đã thực hiện các bài kiểm tra và thu thập điểm số tại hai trường học Qua việc phân tích kết quả thực nghiệm, chúng tôi đã rút ra kết luận về khả năng ứng dụng phần mềm Yenka trong việc thiết kế thí nghiệm ảo để phục vụ cho việc dạy học.
Kết quả bài kiểm tra, test: Sau khi tiến hành thực nghiệm kết quả thu được như sau:
Trường THPT Nghi Lộc 2 Trường THPT Nghi Lộc 5 Lớp 10A1 (TN) Lớp 10A2 (ĐC) Lớp 10A1 (TN) Lớp 10A2 (ĐC)
Qua bảng tổng hợp trên, dựa vào kết quả thực nghiệm cho thấy chất lượng học tập của HS lớp TN cao hơn lớp ĐC, thể hiện:
– Tỉ lệ phần trăm HS chưa đạt và đạt của lớp TN luôn thấp hơn lớp ĐC
– Tỉ lệ HS khá, giỏi của lớp TN luôn cao hơn lớp ĐC
Kết quả cho thấy việc áp dụng thiết kế thí nghiệm ảo bằng phần mềm Yenka trong giảng dạy không chỉ nâng cao độ tin cậy và năng lực học tập của học sinh, mà còn kích thích hứng thú học tập, giúp các em hoàn thành bài kiểm tra tốt hơn Điều này chứng minh tính hiệu quả của các biện pháp đã được đề xuất.
6 Một số hình ảnh đã thực hiện
Giỏi Khá Đạt Chưa đạt
Biểu đồ so sánh kết quả lớp TN và lớp ĐC tại Trường THPT Nghi Lộc 2
Giỏi Khá Đạt Chưa đạt
Biểu đồ so sánh kết quả lớp TN và lớp ĐC tại Trường THPT Nghi Lộc 5
