Xây dựng và sử dụng các bài tập chuỗi phản ứng trong hóa hữu cơ theo quan điểm tiếp cận hệ thống để nâng cao hiệu quả dạy học phần hidracabon (hóa học 11 thpt)

Bài tập hóa học là một trong những phương tiện hiệu nghiệm cơ bản nhất để dạy học sinh vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, sản xuất và tập nghiên cứu khoa học, biến nhữn

TRẦN THỊ DUYÊN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP CHUỖI PHẢN ỨNG TRONG HÓA HỮU CƠ THEO QUAN ĐIỂM TIẾP CẬN HỆ THỐNG ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC PHẦN HIDROCACBON (HÓA HỌC 11 THPT)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

VINH - 2014

sự hội nhập hợp tác quốc tế Việc nước ta gia nhập vào các tổ chức thương mại quốc

tế như WTO, … đã tác động vào tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội trong đó có giáo dục Do đó, việc phát triển giáo dục không chỉ nhằm “nâng cao dân trí” mà còn phải “đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” Muốn đào tạo con người Việt Nam phát triển toàn diện, có trình độ văn hóa cao, ham học hỏi, tự tin, năng động, sáng tạo, có kĩ năng thực hành giỏi, có khả năng tư duy linh hoạt, nhạy bén, biết sử dụng những phương tiện mới và hiện đại, chủ động đưa ra cách thức tốt nhất để chiếm lĩnh tri thức, đáp ứng được yêu cầu chung thì xã hội cần phải có kế hoạch bồi dưỡng thế hệ trẻ từ những ngày còn phải trên ghế nhà trường, khi mà người học vừa mới tiếp cận với kiến thức khoa học cơ bản là phải đổi mới tư duy dạy học

Trong các nguồn lực để phát triển đất nước nhanh, hiệu quả, bền vững, đúng định hướng thì nguồn lực con người là yếu tố cơ bản Muốn xây dựng nguồn lực con người, phải đẩy mạnh đồng bộ giáo dục đào tạo, khoa học công nghệ và xây dựng nền văn hóa tiên tiến, đậm đà bản sắc dân tộc

Trước bối cảnh đó, đổi mới phương pháp dạy học là cần thiết Nghị quyết Trung Ương VIII về đổi mới căn bản, toàn diện GD&ĐT chỉ rõ:

“Giáo dục và đào tạo là quốc sách hàng đầu, là sự nghiệp của Đảng, Nhà nước và của toàn dân Đầu tư cho giáo dục là đầu tư phát triển, được ưu tiên đi trước trong các chương trình, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội

Phát triển giáo dục và đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học Học đi đôi với hành; lý luận gắn liền với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội”

Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI đã khẳng định: “Đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục Việt Nam theo hướng chuẩn hóa, hiện đại hóa, xã hội hóa, dân chủ hóa và hội nhập quốc tế, trong đó, đổi mới cơ chế quản lý giáo dục, phát triển đội ngũ giáo viên và cán bộ quản lý giáo dục là khâu then chốt” và “Giáo

bản, toàn diện nền giáo dục theo hướng chuẩn hóa, hiện đại hóa, xã hội hóa, dân chủ hóa, hội nhập quốc tế, thích ứng với nền kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa, phát triển giáo dục gắn với phát triển khoa học và công nghệ, tập trung vào nâng cao chất lượng, đặc biệt là chất lượng giáo dục đạo đức, lối sống, năng lực sáng tạo, kĩ năng thực hành để một mặt đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội, đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, đảm bảo an ninh quốc phòng; mặt khác phải chú trọng thỏa mãn nhu cầu phát triển của mỗi người học, những người có năng khiếu được phát triển tài năng

Phát triển và nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, nhất là nhân lực chất lượng cao là một đột phá chiến lược”

Nghị quyết Trung ương Đảng lần thứ 4 (khóa VII) đã xác định: “phải khuyến khích tự học, phải áp dụng những phương pháp dạy học hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy, sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề”

Định hướng đổi mới phương pháp dạy học trong giai đoạn hiện nay là: phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của người học,bồi dưỡng phương pháp

tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, hình thành thái độ, tình cảm, hứng thú học tập cho học sinh Và mục đích của sự đổi mới đó là nhằm nâng cao hiệu quả dạy và học

Định hướng này đã được pháp chế hóa trong Luật Giáo dục điều 24, 2, trong

số 16/2006/QĐ – BGD&ĐT: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, chủ động, tự giác, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh

Đối với người học thì Học không chỉ để chiếm lĩnh tri thức mà còn để biết phương pháp đi đến tri thức đó, do đó việc thay đổi cách học là tất yếu để có thể học suốt đời Còn đối với người dạy, việc thay đổi cách dạy càng trở nên quan trọng,

giáo dục đạo đức, lối sống, kĩ năng thực hành cho học sinh,… để bồi dưỡng các em trở thành những công dân hữu ích góp phần xây dựng bảo vệ Tổ Quốc

Trong quá trình học ở trường phổ thông, nhiệm vụ quan trọng của Giáo dục

là phát triển tư duy cho học sinh ở mọi bộ môn, trong đó có bộ môn Hóa học là môn khoa học bao gồm cả lý thuyết và thực nghiệm, vì thế, bên cạnh việc nắm vững lý thuyết, người học cần phải biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo mọi vấn đề thông qua hoạt động thực nghiệm, thực hành, hoàn thành bài tập

Một trong những phương pháp dạy học tích cực là sử dụng bài tập hóa học trong hoạt động dạy và học ở trường phổ thông Trong quá trình dạy học, bài tập hóa học giữ vai trò hết sức quan trọng, nó được sử dụng rộng rãi ở tất cả các khâu Bài tập hóa học là một trong những phương tiện hiệu nghiệm cơ bản nhất để dạy học sinh vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, sản xuất và tập nghiên cứu khoa học, biến những kiến thức đã thu được qua bài giảng thành kiến thức của chính mình Kiến thức sẽ được nắm vững thực sự nếu học sinh có thể vận dụng thành thạo chúng vào việc hoàn thành những bài tập lý thuyết và thực hành Bài tập hóa học giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động phong phú, chỉ có vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập, học sinh mới nắm vững kiến thức một cách sâu sắc nhất Đồng thời, nó cũng là phương tiện để ôn tập,

hệ thống hóa kiến thức tốt nhất Thông qua giải bài tập hóa học, học sinh được rèn luyện các kĩ năng như: kĩ năng viết và cân bằng phương trình phản ứng, kĩ năng tính theo công thức và phương trình hóa học, kĩ năng thực hành Ngoài ra, bài tập hóa học còn giúp học sinh phát triển năng lực nhận thức, trí thông minh, được sử dụng như là một phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức mới, giúp cho học sinh tích cực, tự lực, chủ động lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc và bền vững Không những thế, bài tập hóa học còn là phương tiện để kiểm tra kiến thức,

kĩ năng của học sinh một cách chính xác, có tác dụng giáo dục tư tưởng cho học sinh, thông qua giải bài tập, có thể rèn luyện cho học sinh tính kiên nhẫn, trung

cho học sinh trong quá trình dạy học vẫn chưa được nghiên cứu và tìm hiểu một cách sâu sắc Với mong muốn tìm hiểu và sử dụng hiệu quả hơn chuỗi phản ứng trong hóa học hữu cơ nhằm nâng cao chất lượng dạy học ở trường trung học phổ

thông, tôi lựa chọn đề tài: “Xây dựng các bài tập về chuỗi phản ứng trong hóa hữu cơ theo quan điểm tiếp cận hệ thống để nâng cao hiệu quả dạy học phần hidrocacbon”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng và sử dụng các bài tập về chuỗi phản ứng trong phần hidrocacbon theo quan điểm tiếp cận hệ thống nhằm phát triển tư duy khái quát, sáng tạo và tư duy tái hiện cho học sinh

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

3.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận của đề tài

- Lý luận về quan điểm tiếp cận hệ thống

- Các phương pháp dạy học theo quan điểm tiếp cận hệ thống

3.2 Xây dựng và sử dụng các bài tập về chuỗi phản ứng trong hóa hữu cơ theo

quan điểm tiếp cận hệ thống để nâng cao hiệu quả dạy học phần hidrocacbon nhằm phát triển tư duy khái quát, sáng tạo và tư duy tái hiện cho học sinh

3.3 Thực nghiệm sư phạm: với mục đích đánh giá chất lượng hệ thống bài tập đã

xây dựng và khả năng ứng dụng, kĩ năng áp dụng các bài tập đó vào quá trình tổ chức hoạt động dạy học hóa học ở trường phổ thông

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học Hóa học ở trường phổ thông

- Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống bài tập về chuỗi phản ứng trong hóa hữu cơ phần hidrocacbon

5 Phương pháp nghiên cứu

5.1 Các phương pháp nghiên cứu

- Các Nghị quyết, các chủ trương và chỉ thị về đổi mới phương pháp dạy học

- Lý luận về bài tập phản ứng trong dạy học hóa học

- Nội dung, cấu trúc chương trình, kĩ năng, mục tiêu phần hóa hữu cơ trong chương trình hóa học phổ thông

5.2 Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Điều tra cơ bản về thực trạng dạy và học Hóa học ở trường trung học phổ thông

- Thăm dò, trao đổi với giáo viên và học sinh về nội dung, khối lượng kiến thức, cách dạy, cách học và cách sử dụng các bài tập theo hệ thống chuỗi phản ứng trong hóa hữu cơ chương trình phổ thông

5.3 Sử dụng toán học thống kê để xử lý các kết quả thực nghiệm sư phạm

- Đánh giá chất lượng và hiệu quả hệ thống bài giảng và bài tập đã xây dựng

6 Giả thuyết khoa học

Nếu tuyển chọn, xây dựng được các bài tập về chuỗi phản ứng trong hóa hữu

cơ thì sẽ củng cố, hoàn thiện được kiến thức, phát triển được năng lực tư duy, năng lực sáng tạo, phát huy được tính tích cực, chủ động, tự giác của học sinh, tạo hứng thú học tập cho học sinh, từ đó nâng cao hiệu quả dạy học phần hidrocacbon ở trường phổ thông

7 Đóng góp mới của đề tài

- Góp phần làm sáng tỏ ý nghĩa, tác dụng to lớn của bài tập hóa học trong quá trình dạy và học hóa học Mối quan hệ giữa tiếp cận hệ thống và bài tập chuỗi phản ứng trong hóa hữu cơ

- Xây dựng, tuyển chọn và sử dụng các bài tập về chuỗi phản ứng trong hóa hữu cơ phần hidrocacbon theo quan điểm tiếp cận hệ thống để nâng cao hiệu quả dạy học phần hidrocacbon

thuyết, phương pháp tiếp cận khái quát nhất, phổ biến nhất Đối với các nhà khoa học nói chung – Đó là triết học duy vật biện chứng Còn đối với các nhà khoa học giáo dục, đó là tiếp cận hệ thống – nhân cách – hoạt động

Tiếp cận là hệ phương pháp, do đó thuộc phạm trù phương pháp Một lý thuyết khoa học đến độ trưởng thành sẽ có khả năng tác động như một hệ phương pháp Phép biện chứng duy vật gắn với phép duy vật biện chứng

Tiếp cận hệ thống, hay còn gọi là tiếp cận hệ thống cấu trúc, xuất xứ từ lý thuyết xibecnetic phát triển cao thành một phương pháp cụ thể của triết học duy vật biện chứng Nó thuộc loại phương pháp triết học, tức là những phương pháp chung nhất có thể vận dụng vào mọi lĩnh vực của nhận thức và thực tiễn

Tóm lại, tiếp cận hệ thống là cách thức xem xét đối tượng như một hệ toàn vẹn phát triển động, tự sinh thành và lớn lên thông qua giải quyết mâu thuẫn nội tại,

do sự tương tác hợp quy luật của các thành tố Tiếp cận hệ thống cũng là cách thức phát hiện ra logic phát triển của đối tượng từ lúc mới sinh thành đến lúc trở thành hệ toàn vẹn mang một chất lượng toàn vẹn thích hợp

Như vậy, để hiểu được tiếp cận hệ thống ta cần trả lời các câu hỏi cơ bản sau:

- Hệ và hệ toàn vẹn là gì?

- Bằng cách nào, theo quy luật nào sinh thành được hệ toàn vẹn?

1.1.1 Khái niệm về hệ và hệ toàn vẹn

Hệ là phức hợp, tổ hợp, mạng lưới, là các thành tố, yếu tố, bộ phận luôn luôn liên hệ, tương tác với nhau

Hệ cộng là hệ thống mà tính chất của nó là tổng số tính chất các thành tố của

nó, tức là chỉ phụ thuộc vào số lượng các thành tố tạo nên hệ (quy mô, kích thước, thể tích, khối lượng) chứ không phụ thuộc đáng kể sự tương tác giữa các thành tố Tính cộng này là đặc điểm chủ yếu của hệ này

Hệ toàn vẹn là chất lượng mới của hệ, tạo ra do sự tương tác theo quy luật riêng của các thành tố của hệ gọi là tính toàn vẹn hay tính tích hợp của hệ Đây là đặc trưng cơ bản, chủ yếu của hệ toàn vẹn và chỉ có ở hệ toàn vẹn Do đó hệ toàn vẹn còn được gọi là hệ tích hợp

1.1.2 Các nhân tố sinh thành hệ toàn vẹn

Trong một hệ toàn vẹn, không phải mọi sự tương tác giữa các thành tố đều giữ vai trò quan trọng như nhau Có những tương tác giữ vai trò quyết định trong việc tạo ra chất lượng mới (tức tính toàn vẹn) của hệ

Tương tác giữa vai trò quan trọng quyết định trong việc hình thành chất lượng mới, làm xuất hiện tính toàn vẹn của hệ thì gọi là nhân tố sinh thành hệ toàn vẹn

Kết luận: Hệ toàn vẹn (hay hệ tích hợp) là tập hợp những thành tố gắn bó với

nhau, luôn luôn tương tác với nhau theo một quy luật riêng, nhờ đó làm nảy sinh một chất lượng mới trong toàn bộ hệ, tạo nên tính toàn vẹn hay tính tích hợp của hệ

1.1.3 Những đặc trưng quan trọng khác của hệ toàn vẹn

(1) Trong hệ toàn vẹn số lượng các thành tố và cách thức chúng tương tác với nhau mang tính quy luật, nghĩa là chặt chẽ, hữu cơ Sự thay đổi cấu trúc của hệ

cả về mặt định lượng lẫn định tính đều nhất thiết dẫn tới sự thay đổi tính chất của

Sự biến đổi này diễn ra sao cho phù hợp với chất lượng chung của hệ, với logic phát triển của hệ

(4) Phép biện chứng giữa cái toàn vẹn và cái bộ phận trong hệ:

- Thống nhất

- Mâu thuẫn

- Vai trò chủ đạo của cái toàn vẹn và tính độc lập tương đối của các bộ phận

- Chuyển hóa qua lại giữa cái toàn vẹn và cái bộ phận

1.1.4 Algorit vận dụng tiếp cận hệ thống

Quy trình vận dụng tiếp cận hệ thống có thể bao gồm các bước sau:

(1) Xác định đối tượng nghiên cứu: tách nó ra khỏi môi trường ngoại giới; xác lập mối quan hệ qua lại giữa nó, với tư cách một hệ toàn vẹn, với ngoại giới

(2) Phát hiện cấu trúc – chức năng của hệ (các thành tố tạo nên hệ, chức năng của chúng)

(3) Phát hiện ra các mối quan hệ qua lại giữa các thành tố, nếu có thể dựng

sơ đồ - graph của cấu trúc và sự tương tác bên trong của các thành tố đó

(4) Trên cơ sở sơ đồ cấu trúc – chức năng của hệ, tìm ra nhân tố sinh thành

hệ và quy luật tương tác của các thành tố (tức là logic sinh thành và phát triển của hệ)

(5) Điều khiển sự vận hành của hệ theo quy luật của nó

Tiếp cận hệ thống có thể được vận dụng kết hợp với tiếp cận phức hợp và được gọi là tiếp cận hệ thống – phức hợp

1.2 Các phương pháp dạy học theo quan điểm tiếp cận hệ thống [11];[25];[29]

1.2.1 Phương pháp Graph dạy học

Dạy học là một hoạt động rất phức tạp Lý thuyết Graph có thể giúp giáo viên quy hoạch được quá trình dạy học trong toàn bộ, cũng như từng mặt của nó Bằng cách đó ta có thể tiến dần tới công nghệ hóa một cách hiện đại quá trình dạy học vốn quen với phong cách triển khai bằng trực giác và kinh nghiệm

Đây là kết quả nghiên cứu về sự vận dụng quy luật chuyển hóa phương pháp khoa học thành phương pháp dạy học Phương pháp Graph của toán học được chọn làm đối tượng nghiên cứu thực nghiệm: chuyển hóa thành phương pháp dạy học thông qua xử lý sư phạm theo công thức:

Đến nay, qua việc thực nghiệm trong nhiều năm ở nhiều môn học, Graph dạy học đã trở thành một phương pháp dạy học ổn định, có thể áp dụng cho nhiều môn học, ngoài hóa học

Sở dĩ Graph toán học được chọn để chuyển hóa vì về mặt nhận thức luận, nó

là phương pháp khoa học thuộc loại riêng rộng, có tính khái quát cao, có tính ổn định vững chắc, và chính vì thế mà nó được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học và kĩ thuật: kinh tế học, tâm lý học, hóa học, vật lý học, vận trù học, điều khiển học, xây dựng, giao thông, quản lý v.v…

Về mặt tâm lý – lý luận dạy học: Graph vừa trừu tượng – khái quát cao, lại vừa có thể biểu đạt bằng sơ đồ họa hình cụ thể, trực quan

1.2.1.1 Xây dựng Graph nội dung dạy học

Nguyên tắc cơ bản của việc xây dựng Graph nội dung dạy học là: Dựa vào nội dung dạy học (khái niệm, định luật, học thuyết, bài học … ) Chọn những kiến thức chốt (kiến thức cơ bản cần và đủ về cấu trúc ngữ nghĩa), đặt chúng vào đỉnh của Graph Nối các đỉnh với nhau bằng những cung theo logic dẫn xuất, tức là theo

sự phát triển bên trong của nội dung đó

Cách thiết lập Graph nội dung dạy học tương tự như phương pháp các tiềm năng:

- Đỉnh diễn tả kiến thức chốt của nội dung

- Cung diễn tả mối liên hệ dẫn xuất giữa các kiến thức chốt cho thấy logic phát triển của nội dung

Vậy Graph nội dung dạy học: Graph nội dung dạy học là sơ đồ phản ánh trực quan tập hợp những kiến thức chốt (cơ bản, cần và đủ) của một nội dung dạy học và

cả logic phát triển bên trong của nó

Trong các dạng Graph nội dung của dạy học, Graph của bài học là quan trọng nhất

Thông thường giáo viên căn cứ vào sách giáo khoa, sách hướng dẫn sư phạm

và những tài liệu tham khảo khác mà biên soạn giáo án Giáo viên ghi chốt lại những kiến thức cơ bản và dàn ý của logic trình bày trên lớp Trên cơ sở tiếp cận hệ thống, chúng ta áp dụng tiếp cận mới này dùng phương pháp Graph xây dựng Graph nội dung của bài học

1.2.1.2 Các bước thiết kế Graph nội dung của bài học

Quy trình thiết kế Graph nội dung của bài học như sau:

Bước 1: Xác định hệ thống đỉnh của Graph

- Phát hiện, chọn lọc, sắp xếp và liệt kê toàn bộ các kiến thức chốt của bài, dựa vào sách giáo khoa, các tài liệu tham khảo khác Vì chúng sẽ được đặt vào các đỉnh của Graph

- Để cho Graph được gọn, gộp những kiến thức chốt cùng tính chất, cùng thẻ loại về ý nghĩa nội dung vào chung một đỉnh Chẳng hạn những kiến thức về lý tính của chất có thể đặt chung vào một đỉnh lớn

Bước 2: Mã hóa nội dung các đỉnh

Mã hóa nội dung các đỉnh bằng những kí hiệu quy ước sao cho dễ hiểu, dễ sử dụng Chẳng hạn “p.ư” – phản ứng hóa học v.v…

Bước 3: Xếp đỉnh Sắp xếp vị trí các đỉnh một cách hợp lý, sao cho:

a) phản ánh đúng logic khoa học của nội dung bài học, từ khái niệm xuất phát cho đến kết luận cuối cùng;

b) đồng thời làm nổi bật được những ý cơ bản, chủ chốt của nội dung, nghĩa

là sự bố cục của các đỉnh còn mang tính sư phạm sâu sắc

c) và đảm bảo tính thẩm mỹ của Graph

Bước 4: Lập cung Nối các đỉnh từng đôi một lại với nhau bằng những mũi tên đi từ kiến thức xuất phát đến kiến thức dẫn xuất

Sau bốn bước trên, ta được Graph thô của nội dung chủ đạo của bài, tức là nội dung hóa học chính yếu của bài Graph thô là cơ sở xuất phát quan trọng của việc tiếp tục thiết kế các mặt khác của bài học (chia các bước lý luận dạy học, lựa chọn phương pháp, v.v…)

Bước 5: Bổ sung kiến thức hỗ trợ và kiến thức điểm tựa

Graph thô chưa đủ để phản ánh toàn diện nội dung bài học, nó mới chỉ là cốt lõi, là hạt nhân của bài học

- Cần bổ sung vào đây hai loại kiến thức:

+ Kiến thức hỗ trợ (nội môn, liên môn) thuộc môn Hóa học và những môn có liên quan đến kiến thức chốt của bài, giúp giải thích, chứng minh cho chúng, làm cho học sinh hiểu bài sâu sắc

+ Kiến thức điểm tựa, tức là những kiến thức cần tái hiện trước khi nghiên cứu tài liệu mới của bài, nhằm làm điểm tựa cho việc lĩnh hội bài mới; chúng có thể

là kiến thức môn học, cũng có thể thuộc những môn khác đã học trước đó

- Những kiến thức được bổ sung này sẽ tạo thành những đỉnh phụ gắn với những đỉnh chính của Graph thô; gắn bó chúng lại với nhau bằng những cung theo đúng quy tắc xây dựng Graph

- Điều chỉnh, hoàn thiện Graph đã được bổ sung, ta sẽ có Graph đầy đủ của nội dung bài học

Bước 6: Thiết kế nhiều phương án và chọn cái tối ưu

Với mỗi bài học, có thể xây dựng được một số Graph nội dung khác nhau Căn cứ vào trình độ hiện tại của học sinh, dựa vào sự trải nghiệm của bản thân và tùy theo những điều kiện khách quan khác, giáo viên chọn phương án tối ưu trong

số những Graph nội dung khác nhau

* Các ưu điểm của phương pháp Graph:

- Mô hình hóa cấu trúc của quy trình hoạt động thành hệ thống các nhiệm vụ

- mục tiêu, các công đoạn thực hiện với các yêu cầu chặt chẽ

- Mô hình hóa logic triển khai hoạt động tức là con đường vận động từ điểm

bắt đầu cho đến điểm kết thúc, cùng với các con đường phân nhánh của nó

- Tính toán được con đường tới hạn và giới hạn tối đa phải hoàn thành một

- Chọn kiến thức chốt tối thiểu, cần và đủ

- Mã hóa chúng cho thật súc tích, có thể dùng kí hiệu quy ước

- Đặt chúng vào các đỉnh trên mặt phẳng

Bước 2: Thiết lập các cung

Thực chất là nối các đỉnh với nhau bằng các mũi tên để diễn tả mối liên hệ phụ thuộc giữa nội dung các đỉnh với nhau, làm sao phản ánh được logic phát triển của nội dung

Bước 3: Hoàn thiện Graph

Làm cho Graph đúng với nội dung được mô hình hóa về cấu trúc logic, nhưng lại giúp cho học sinh lĩnh hội dễ dàng nội dung đó và nó phải bảo đảm mĩ thuật về mặt trình bày

Tóm lại, Graph nội dung cần tuân thủ các mặt khoa học, mặt sư phạm và cả mặt hình thức trình bày – bố cục

1.2.1.3 Phương pháp Graph và tiếp cận modun vào lý luận về bài toán hóa học

Tiếp cận mới: Lý luận về bài toán hóa học cần giải quyết ba vấn đề phương

pháp luận sau:

(1) Phân loại các bài tập hóa học Chọn lựa, sắp xếp chúng thành những kiểu, phân kiểu, những biến dạng của chúng, xuất phát từ những bài toán sơ đẳng nhất và điển hình nhất của mỗi kiểu

(2) Phân hóa nội dung bài toán điển hình Phát hiện ra cơ chế biến hóa nội dung bài toán hóa học theo hai hướng: Một

là phức tạp hóa bài toán gốc, biến nó thành một chuỗi những bài toán có mức độ khó khăn tăng dần; Hai là đơn giản hóa bài toán gốc, biến nó thành một chuỗi những bài toán có mức độ khó giảm dần

Hai hướng này ngược chiều nhau nhưng có chung một mục đích sư phạm: tạo ra hệ thống những bài toán được phân hóa chi tiết, nhằm phục vụ cho việc dạy học cá thể hóa cao độ

(3) Biên soạn bài toán hoàn toàn mới Bằng nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm khoa học, Cố GS Nguyễn Ngọc Quang đã đề xuất một tiếp cận hoàn toàn mới theo tư tưởng của công nghệ dạy học hiện đại: kết hợp phương pháp Graph tiếp cận modun Phương pháp Graph có ưu thế rõ rệt trong việc mô hình hóa cấu trúc của nội dung bài toán hóa học (cả đầu bài lẫn phép giải)

Tiếp cận modun đòi hỏi phải xem mỗi bài toán như một modun Modun là một đơn vị độc lập khi nó hoạt động riêng rẽ, nhưng khi lắp ráp với những modun khác nó sẽ biến thành một bộ phận hợp thành của một tổ chức toàn vẹn lớn hơn

Phương pháp này gồm các bước:

Bước 1: Lập đầu của bài toán:

Graph đầu bài toán là sơ đồ trực quan diễn tả cấu trúc logic của:

- Những điều kiện (cái cho);

- Những yêu cầu (cái tìm) của đầu bài toán;

- Những mối liên hệ tương tác giữa chúng

Cách lập Graph đầu bài toán:

- Xác định nội dung của các đỉnh của Graph: tất cả các dữ kiện nằm trong đầu bài, kể cả “cái cho” và “cái tìm”

- Mã hóa chúng theo quy ước nhất quán (dùng kí hiệu)

- Dựng đỉnh: đặt các số liệu “cho” và “tìm” của đầu bài toán vào vị trí các đỉnh, dữ kiện “cho” nằm phía trái, “cái tìm” nằm phía phải

- Lập cung: nối các đại lượng lại với nhau tùy mối quan hệ tay đôi giữa chúng với nhau bằng mũi tên

Thông thường trong đầu bài toán ban đầu, người ta chỉ cho những điều kiện tối thiểu cần thiết, được ghi thành lời văn của bài toán Muốn giải bài toán này, người giải còn phải biết phát hiện ra những điều kiện “tiềm ẩn” không ghi trong lời văn của bài toán, bổ sung chúng vào đầu bài toán và phát biểu lại bài toán ban đầu

Do đó khi lập Graph của đầu bài toán ta sẽ có hai loại Graph Graph thô và Graph đủ:

- Graph thô là Graph chỉ chứa những dữ kiện tường minh được ghi trong lời văn của bài toán ban đầu

- Graph đủ là Graph chứa tất cả những dữ kiện tường minh và ẩn, điều kiện cần và đủ để giải bài toán

Bước 2: Lập Graph giải của bài toán hóa học

Graph giải của bài toán là sơ đồ trực quan diễn tả chương trình giải bài toán vạch ra những mối liên hệ logic giữa các yếu tố điều kiện và yêu cầu của bài toán, những phép biến đổi của bài toán để đi tới đáp số

Cách lập Graph giải của bài toán:

- Xác định nội dung các đỉnh: đó là các số liệu nằm trong thành phần của những điều kiện tường minh ẩn tàng được bổ sung, là các thao tác biến hóa (phương tiện giải, hay các phép tính toán) để biến bài toán ban đầu thành những bài toán trung gian

Phương pháp này ta có thể biến hóa nội dung bài toán hóa học theo tiếp cận modun

Biến hóa nội dung bài toán có nghĩa là phức tạp hóa hoặc đơn giản một bài toán gốc để hình thành một chuỗi những bài toán có mức độ khó khăn thay đổi, tức

là tạo ra những bài toán mới

Trên cơ sở hệ thống phân loại bài toán hóa học, dựa trên phương pháp Graph

và tiếp cận modun Nguyễn Ngọc Quang đã tìm ra năm cách biến hóa nội dung của bài toán hóa học, đó là:

Cách 1: Phức tạp hóa điều kiện (cho)

Cách 2: Phức tạp hóa yêu cầu (tìm)

Cách 3: Nghịch đảo giữa điều kiện (cho) và yêu cầu (tìm)

Cách 4: Ghép Cách 5: Phức tạp hóa đồng thời cả điều kiện lẫn yêu cầu

Trong thực tiễn dạy học về bài toán hóa học, ta có thể sáng tạo ra bài toán mới theo năm cách trên Ngoài ra ta còn có thể phối hợp chúng theo nhiều cách khác nhau

1.2.1.4 Dùng phương pháp Graph để thiết kế quy trình công nghệ của một bài học hóa học nghiên cứu tài liệu mới

Bài học là một quá trình của hoạt động dạy học Nó được chia thành những bước lý luận dạy học; từng bước lý luận dạy học lại được chia thành một số tình huống dạy học, mỗi tình huống dạy học bao gồm một số thao tác dạy học

Nguyên tắc chung: Bình thường người giáo viên dựa vào sách giáo khoa hoặc tài liệu tham khảo để thiết kế quy trình công nghệ của một bài học hóa học

lập Graph thô là đủ, rồi từ đó chia bài học (mà mô hình cấu trúc là Graph nội dung) thành các bước dạy học, tình huống dạy học v.v…

Trong quá trình này, đồng thời vạch ra mục tiêu lớn của bài, các mục tiêu trung gian và cụ thể Việc nêu lên các hệ thống mục tiêu cũng giúp chỉ đạo việc lập Graph nội dung và xây dựng cấu trúc các bước

Algorit của quy trình thiết kế công nghệ của bài học gồm các giai đoạn:

Giai đoạn 1: Xác định mục tiêu của bài học

1 Tên đề tài của bài học

2 Chủ đề đó thuộc loại nội dung nào

Giai đoạn 3: Xây dựng cấu trúc các bước công nghệ của bài học

1 Dựa vào Graph nội dung chia các bài học thành các bước, tình huống và thao tác dạy học

2 Trở lại mục tiêu của bài: cụ thể hóa và chính xác hóa

Giai đoạn 4: Xây dựng cấu trúc phương pháp của bài học

1 Xác định chiến lược về phương pháp của toàn bài

2 Dựa trên chiến lược đó, chọn và phối hợp phương pháp và phương tiện dạy học cho từng bước dạy học, từng tình huống dạy học và cả đến từng thao tác

3 Điều chỉnh và hoàn thiện hệ phương pháp dạy học của bài học

Giai đoạn 5: Tổng hợp quy trình công nghệ toàn vẹn của bài học

1 Bổ sung các bước hỗ trợ về tổ chức bài học

2 Rà soát lại toàn bộ bản thiết kế (giáo án)

3 Vạch kế hoạch triển khai và chuẩn bị các điều kiện cần thiết

Giai đoạn 6: Đánh giá kết quả

Xây dựng tiêu chí, phương pháp và công cụ kiểm tra kết quả lĩnh hội bài học của học sinh

1.2.1.5 Dùng Graph nội dung để dạy học trên lớp về hóa học

Nguyên tắc chung: Giáo viên biến nội dung bài học thành Graph của nội

dung bài học Lên lớp giáo viên dùng Graph đó để giảng, kết hợp với những phương pháp dạy học cơ bản khác (thuyết trình, đàm thoại, biểu diễn thí nghiệm, …) Như vậy Graph nội dung sẽ được truyền đạt từ thầy qua trò

Trò tiếp thu Graph đó trên lớp, biết đọc Graph, dịch nó sang ngôn ngữ thông thường và chiếm lĩnh nó như chiếm lĩnh cái mô hình bản chất của bài học

Khi tự học, trò tái lập lại nội dung của bài học Trong quá trình dạy học trên lớp, Graph nội dung là công cụ để thầy điều khiển sự lĩnh hội của trò và nó đồng thời cũng là công cụ tự điều khiển của thầy khi dạy

Còn đối với trò, Graph nội dung chính là công cụ tự điều khiển sự lĩnh hội của bản thân

Quy trình dạy học trên lớp bằng Graph nội dung:

(1) Công việc của giáo viên

- Thiết kế hoàn chỉnh giáo án của bài học theo phương pháp Graph, mà cốt lõi là Graph nội dung của bài học

- Triển khai Graph nội dung trong bài học trên lớp: thầy tổ chức việc nghiên cứu của từng đỉnh của một Graph; trên bảng hiện dần lên lần lượt từng đỉnh một; đến khi kết thúc xuất hiện toàn bộ Graph nội dung trọn vẹn Trong quá trình này, thầy sử dụng kết hợp với các phương pháp dạy học cơ bản khác

- Kiểm tra, đánh giá trình độ lĩnh hội của học sinh về bài học thông qua 3 tiêu chí: đọc, dịch và tự xây dựng Graph nội dung của bài học

(2) Công việc của học sinh

- Trên lớp, trò bước đầu lĩnh hội nội dung bài học, mà thực chất là lĩnh hội Graph nội dung của bài học (nghe, ghi chép Graph đó và bước đầu thông hiểu Graph đó)

- Về nhà tự học: chuyển Graph nội dung thành Graph ngôn ngữ bình thường

và ngược lại (đọc và dịch Graph); dần dần tiến tới tự lập được Graph từ một nội dung thành văn

- Tự kiểm tra – đánh giá trình độ, lĩnh hội bài học căn cứ vào ba tiêu chí: đọc, dịch và lập Graph nội dung

Các hình thức sử dụng Graph nội dung vào bài lên lớp:

(1) Áp dụng phương pháp Graph dạy học cho toàn bài

(2) Dùng Graph nội dung cho một phần của bài, chủ yếu ở giai đoạn nghiên cứu tài liệu mới

(3) Thầy cho trước một Graph nội dung chưa hoàn chỉnh (chẳng hạn chưa rõ đỉnh, thiếu cung); tổ chức cho trò bổ sung và hoàn chỉnh

(4) Cho trước một Graph “câm” (thiếu nội dung của các đỉnh), tổ chức cho trò điền nội dung vào các đỉnh

(5) Giao cho học sinh Graph hóa nội dung bài học mới theo sách giáo khoa (toàn bài hoặc một phần); đến giờ học thầy giảng theo những sản phẩm đó, có tổ chức đàm thoại đánh giá

(6) Biến giờ lên lớp thành bài làm: trò dựa vào nội dung sách giáo khoa, lập Graph của nó; thầy sửa chữa và đưa ra Graph mẫu

Ưu điểm của phương pháp:

- Nó vừa khái quát – trừu tượng, lại vừa cụ thể - trực quan

- Nó vừa nêu lên được mặt tĩnh – định lượng của nội dung bài học, tức là các kiến thức chốt; lại vừa nêu lên được mặt tĩnh – động của logic vận động và phát triển của các khái niệm khoa học trong nội dung của bài; điều này là rất quan trọng

vì chỉ có phương pháp Graph mới trực quan hóa được những mối liên hệ ẩn tang giữa các kiến thức chốt của bài

Nhờ những ưu điểm đó, phương pháp Graph dược dùng cho cả dạy và học, như công cụ điều khiển và tự điều khiển, tạo nên “hiệu ứng cộng hưởng lý luận dạy học” tức là tăng hiệu quả của sự lĩnh hội lên nhiều lần so với cách dạy học cổ truyền

Nó giúp học sinh dễ dàng hơn, thông minh hơn vì nắm được bản chất của logic vận động và phát triển của nội dung bài học

Học theo phương pháp Graph, học sinh còn học được một phương pháp khái quát tư duy, có thể chuyển tải sang nhiều lĩnh vực hoạt động khác

1.2.2 Phương pháp Algorit dạy học

Algorit là tập hợp những thao tác sơ đẳng, đơn trị của sự gia công thông tin được xếp theo một trình tự nhất định, nhằm giải quyết những nhiệm vụ cùng một loại

Algorit là một bản quy định chính xác mà mọi người đều hiểu như nhau về việc hoàn thành những thao tác nguyên tố theo một trình tự xác định nhằm giải quyết bài toán bất kì thuộc một loại hay một kiến thức nào đó

1.2.2.1 Các kiểu Algorit dạy học

Có 2 kiểu Algorit dạy học là Algorit nhận biết và Algorit biến đổi

(1) Algorit nhận biết: là loại Algorit dẫn tới kết quả là sự phán đoán kiểu x

A: Một loại nào đó

: thuộc về (2) Algorit biến đổi Những Algorit còn lại (không phải là Algorit nhận biết) là Algorit biến đổi Chẳng hạn, trên cơ sở Graph giải bài toán, ta có thể biên soạn được quy trình các bước giải,ở mỗi bước giải phải thực lựa những phép biến đổi nào để đi tới đáp

số Đó chính là Algorit của chương trình giải (Algorit biến đổi)

Trong một Algorit biến đổi có thể chứa đựng những thao tác (thậm chí cả Algorit) nhận biết Ngược lại những Algorit nhận biết có thể bao gồm những thao tác (hoặc Algorit) biến đổi

1.2.2.2 Các khái niệm cơ bản của tiếp cận Algorit

Lý luận dạy học hóa học muốn chuyển hóa phương pháp Algorit của toán xibecnetic thành phương pháp Algorit dạy học môn hóa học, cần phân biệt 3 khái niệm gần gũi nhau, nhưng khác biệt nhau Đó là sự mô tả dưới dạng Algorit cấu trúc của hoạt động, bài ghi Algorit của hoạt động và quá trình Algorit

(1) Mô tả Algorit Đối với một hoạt động dạy học mà ta muốn Algorit hóa, trước hết cần phát hiện ra cấu trúc của hoạt động đó và mô hình hóa cấu trúc đó

Mô tả Algorit là mô hình hóa cấu trúc của hoạt động, là bước đầu tiên của việc Algorit hóa hoạt động Bản thân Algorit không giải quyết bất kì bài toán nào Nhưng nó lại là cơ sở xuất phát của quá trình Algorit hóa

(2) Bản ghi Algorit Căn cứ vào mô tả cấu trúc của Algorit tức là của hoạt động ta “cắt” nó ra thành những công đoạn, những thao tác sơ đẳng của quá trình giải Ta thấy rõ ngay chương trình hoạt động giải bài toán bao gồm 4 bước liên tiếp Ta phải biên soạn 4 bước đó dưới dạng tập hợp những mệnh lệnh thao tác sơ đẳng, đơn trị, theo một trình tự xác định Đây chính là bản ghi Algorit của quá trình giải bài toán

Nếu sự mô tả Algorit chỉ chốt lại cấu trúc của phép giải bài toán, thì bản ghi

Algorit lại có một chức năng điều khiển: điều khiển quá trình giải bài toán Bản ghi

Algorit mách bảo cho ta biết phải hành động như thế nào, theo logic nào, bắt đầu từ đâu, qua những bước gì và đi đến đâu

Bản ghi Algorit còn là công cụ tự điều khiển cho chủ thể là chấp hành những mệnh lệnh được chốt lại trong đó (tức là điểu khiển tư duy, thao tác, …)

(3) Quá trình Algorit của hoạt động Dựa trên sự hướng dẫn kết quả của bản ghi Algorit, người giải bài toán chỉ việc chấp hành chính xác những mệnh lệnh trong bản đó, và đi tới đáp số một cách chắc chắn Đó chính là quá trình Algorit của hoạt động, hay quá trình hoạt động theo Algorit

1.2.2.3 Những đặc trưng cơ bản của Algorit dạy học

Algorit có 3 đặc trưng cơ bản chủ yếu sau đây:

(1) Tính xác định

Các mệnh lệnh thực hiện những tháo tác ghi trong Algorit phải đơn trị, nghĩa

là hoàn toàn xác định (có hay không, đúng hay sai, + hay -, v.v…) Phải loại trừ mọi ngẫu nhiên, tùy tiện, mơ hồ Nội dung càng ngắn gọn càng tốt, nhưng nhất thiết phải

dễ hiểu, ai cũng rõ nghĩa của mệnh lệnh

Ngoài ra, mệnh lệnh phải tương ứng với những thao tác dạy học sơ đẳng, cũng thực hiện được đúng và dễ dàng như nhau

(2) Tính đại trà Người ta chỉ Algorit hóa những hoạt động lặp đi lặp lại nhiều lần mang tính đại trà, phổ biến thuộc cùng một thể loại nào đó, như giải bài toán, thí nghiệm, lắp ráp dụng cụ hóa học v.v… Không ai hoài công lập Algorit cho một hoạt động riêng biệt, chỉ diễn ra một lần

(3) Tính hiệu quả Tính chất Algorit là đối cực với tính chất orixtic Sự tìm tòi, phát hiện ra cái mới,trong tình huống chưa quen biết bao giờ cũng đòi hỏi một sự sáng tạo, có thể thành công, có thể thất bại Xác suất đạt kết quả của tiếp cận ở ơrixtic, về lý thuyết

là P = 0 Còn phương pháp Algorit chắc chắn sẽ chỉ dẫn tới thành công, nghĩa là xác

Algorit là mô hình cấu trúc đã biết của hoạt động, là bản ghi các mệnh lệnh theo tựa

đề thực hiện, là quá trình triển khai chính xác những mệnh lệnh đó

1.2.2.4 Tầm quan trọng của phương pháp Algorit

(1) Algorit có ý nghĩa rất lớn đối với việc hình thành phương pháp chung cơ bản và phổ biến của tư duy khoa học và của hoạt động có mục đích, có kế hoạch

Đó là vì nó vừa là công cụ điều khiển hoạt động, đồng thời lại là công cụ tự điều khiển cho người dùng Algorit để triển khai hoạt động

Nhà bác học xibecnetic xô viết A Alyapunop đã khẳng định: “Phương pháp

cơ bản của xibecnetic là mô tả theo kiểu Algorit sự vận hành của các hệ điều khiển”

Thế mà theo lý luận dạy học công tác thì dạy tốt, học tốt chính là: “Bảo đảm

sự thống nhất biện chứng của điều khiển (dạy) được điều khiển và tự điều khiển (học) với mối liên hệ nghịch có tần số cao và ổn định

(2) Muốn dạy cho học sinh phương pháp Algorit ta phải thực hiện ba bước, phản ánh nội dung của 3 khái niệm cơ bản của tiếp cận hiện đại này Đó là:

- Mô hình hóa hay mô tả cấu trúc logic của hoạt động bằng phương pháp Graph (Graph hóa cấu trúc của hoạt động)

- Chốt lại quy trình các thao tác của hoạt động bằng cách lập bản ghi Algorit, dưới dạng thành văn hoặc sơ đồ - blog

- Cho học sinh triển khai Graph quy trình hoạt động dựa theo Algorit (chấp hành Algorit)

Một khi học sinh đã có kĩ năng sử dụng Algorit để giải quyết những bài toán

cụ thể, học sinh sẽ có thói quen tư duy và hành động theo kiểu Algorit

Algorit hóa quy trình dạy học hóa học có ý nghĩa là đổi mới về chất phương pháp dạy học theo tư tưởng xibecnetic, đúng hướng của công nghệ dạy học hiện đại, đưa những thành tựu mới nhất của khoa học kĩ thuật vào thực tiễn bài học

1.3 Quá trình dạy học theo quan điểm tiếp cận hệ thống [11];[24];[25]; [29]

1.3.1 Quá trình dạy học

Quá trình dạy học là một hệ toàn vẹn, ở đó các thành tố của nó luôn luôn tương tác với nhau theo những quy luật riêng, thâm nhập vào nhau, quy định lẫn nhau để tạo nên sự thống nhất biện chứng:

- Giữa dạy và học

- Giữa truyền đạt với điều khiển dạy

- Giữa lĩnh hội với tự điều khiển trong học

Quá trình dạy học là hoạt động cộng đồng – hợp tác giữa các chủ thể: thầy –

cá thể trò, trò – trò trong nhóm, thầy – nhóm trò Sự tương tác theo kiểu cộng đồng – hợp tác giữa dạy và học là yếu tố duy trì và phát triển sự thống nhất toàn vẹn của quá trình dạy học, nghĩa là chất lượng dạy học Dạy tốt, học tốt chính là đảm bảo được 3 phép biện chứng (3 sự thống nhất) nói trên trong hoạt động cộng tác Đó là

sự thống nhất của điều khiển, bị điều khiển và tự điều khiển, có sự biến đổi liên hệ thường xuyên bền vững

Bản chất của quá trình dạy học là một hệ thống toàn vẹn, gồm 3 thành tố cơ bản: dạy, học và nội dung môn học (khái niệm khoa học)

1.3.2 Nội dung môn học theo quan điểm tiếp cận hệ thống

Nội dung môn học hóa học giảng dạy ở trường phổ thông bao gồm:

- Việc nghiên cứu những cơ sở khoa học hóa học, tức là những khái niệm, định luật và học thuyết chủ đạo được tập hợp thống nhất thành một hệ thống logic chặt chẽ trên cơ sở chủ nghĩa duy vật biện chứng

- Tìm hiểu những phương pháp kĩ thuật chủ yếu của hóa học, những ứng dụng của nó trong thực tiễn đời sống sản xuất, chiến đấu và khoa học

- Việc rèn luyện cho học sinh những kĩ năng và kĩ xảo thực hành đặc trưng của hóa học cần thiết cho đời sống và lao động

- Hình thành thế giới quan duy vật biện chứng và đạo đức cách mạng cho học sinh

Nội dung môn học hóa học giảng dạy ở trường phổ thông được biểu diễn theo sơ đồ sau:

Lý thuyết

Minh họa

Bài tập Nội dung n

Tóm tắt – Ghi nhớ

Ôn tập – kiểm tra

Nội dung cụ thể của môn hóa học, khối lượng kiến thức và chiều sâu của việc nghiên cứu, trình tự hình thành các kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo hóa học được thể hiện cụ thể trong chương trình môn hóa học, trong các sách giáo khoa, sách thí nghiệm – thực hành và sách bài tập về hóa học

1.3.3 Quá trình dạy học theo quan điểm tiếp cận hệ thống

Có rất nhiều quan niệm khác nhau về dạy và học Với quan niệm thông thường dạy thế nào thì học thế ấy nên khái niệm dạy sẽ kéo theo khái niệm học

Có quan niệm cho rằng dạy học là một nghề trong xã hội hay dạy học là hoạt động của thầy giáo trên lớp Cũng có quan niệm cho rằng có việc học mới cần đến việc dạy nên nhu cầu và cách học sẽ quyết định quá trình dạy Các quan niệm này đều nói về vai trò của người giáo viên Các quan niệm như thế đều không đầy đủ Khái niệm dạy, học được tâm lý học sư phạm, giáo dục học đề cập đến như những khái niệm xuất phát của tâm lý học sư phạm và giáo dục của nhà trường Lịch sử văn hóa phương Đông thường coi Khổng Tử là học giả đầu tiên của giáo

dục Theo Nguyễn Văn Tiến: “Khổng Tử là người đầu tiên đưa ra phương pháp

giáo dục khoa học Cách dạy của ông là gợi mở để người học suy nghĩ, chứ không phải là giảng giải nhiều lời”

Có quan niệm cho rằng học là thu nhận kiến thức của nhân loại và mục đích của việc học là để “khai trí tiến đức” như cố nhân đã dạy (Giáo sư Nguyễn Ngọc

Quang – bài “Bản chất quá trình dạy học – sách Giáo dục học đại học – Hà Nội 2000) Quan niệm học đó sẽ tương ứng với khái niệm “dạy là truyền thụ kiến thức

mà nhân loại đã tích lũy được” Ngoài ra còn rất nhiều các quan niệm khác về quá

trình dạy và học Cố Giáo sư Nguyễn Ngọc Quang đã viết “học là quá trình tự giác,

tích cực, tự lực, chiếm lĩnh khái niệm khoa học (nội dung học) dưới sự điều khiển sư phạm của giáo viên Trong quan niệm này chúng ta thấy rõ học mà chỉ ghi chép

những gì giáo viên nói thì không phải là học, học phải tích cực, tự giác, tự lực nếu không thì quá trình học sẽ không có kết quả Như vậy học là một hoạt động với đối tượng , trong đó học sinh là chủ thể, khái niệm khoa học là đối tượng để chiếm lĩnh

Cũng theo giáo sư Nguyễn Ngọc Quang: “Dạy là sự điều khiển tối ưu hóa quá trình

người học chiếm lĩnh nội dung học, trong và bằng cách đó phát triển và hình thành

nhân cách (năng lực, phẩm chất)” Nhân cách ở đây được hiểu là tri thức, kĩ năng

và thái độ

Hoạt động học là yếu tố khách quan thứ hai quy định logic của quá trình dạy

học về mặt lý luận dạy học; nghĩa là trình độ trí dục và quy luật lĩnh hội người học

có ảnh hưởng quyết định đến việc tổ chức quá trình dạy học, nó bao gồm 2 chức năng thống nhất với nhau: lĩnh hội và tự điều khiển nhận thức

Hoạt động dạy gồm hai chức năng truyền đạt và điều khiển, luôn luôn tác

động và thống nhất với nhau Dạy phải xuất phát từ logic khoa học của khái niệm và logic sư phạm của tâm lý học lĩnh hội

Cái khác nhau của các quan niệm dạy học nằm ở chỗ đã nhấn mạnh hơn yếu

tố nào trong các chức năng truyền đạt của việc dạy và chức năng lĩnh hội của việc học mà chưa chú ý thích đáng chức năng điều khiển quá trình nhận thức, quá trình lĩnh hội của người học của việc dạy học và tính tích cực, chủ động tự điều khiển quá trình nhận thức của người học trong quá trình học của mình Ngược lại theo quan niệm về việc dạy học, người ta rất coi trọng yếu tố điều khiển sư phạm của giáo viên, ở đây vai trò của giáo viên đã có sự thay đổi, người giáo viên phải biết gợi mở, hướng dẫn, dạy cho người học cách tìm kiếm và xử lý thông tin, từ đó vận dụng chúng Tuy nhiên, muốn được như vậy cần coi trọng môi trường công tác giữa việc dạy và việc học và người học phải biết tự điều khiển quá trình nhận thức của mình thông qua việc tích cực, chủ động, tự lực chiếm lĩnh lấy nội dung học với sự hỗ trợ của người dạy

Trong hoạt động học, người ta đã thấy được tính thống nhất của hai chức năng vừa thu nhận kiến thức vừa kết hợp với sự tự điều khiển kiến thức của mình

Để hoạt động học thu được kết quả tốt người học không chỉ thu nhận kiến thức mới

mà còn phải tích cực, tự điều khiển nhận thức của mình, tức là người học phải tích cực, chủ động, sáng tạo tìm tòi kiến thức mới Có như vậy thì quá trình tự thu nhận kiến thức của người học mới thu được kết quả cao nhất Và hoạt động học sẽ diễn ra một cách tích cực

Quá trình xảy ra hoạt động dạy và học có thể được biểu diễn theo sơ đồ sau:

Dạy và học là hai mặt của một quá trình thống nhất – sự dạy học; việc dạy của thầy phải có tác dụng điều khiển (tổ chức, chỉ đạo, đánh giá) sự học của trò nhằm phát huy đến cao độ tính tự giác, tích cực tự lực của trò Dạy tốt là làm cho trò biết học, biết biến quá trình đào tạo thành tự đào tạo Sự học của trò một mặt phải biết dựa vào sự dạy, mặt khác nó phải là quá trình tự giác, tích cực và tự lực của trò

1.4 Thực trạng dạy học phần hidrocacbon và sử dụng bài tập chuỗi phản ứng trong hóa hữu cơ

1.4.1 Mục đích điều tra

- Tìm hiểu, đánh giá thực trạng việc học tập môn hóa học hiện nay ở trường THPT thuộc địa bàn huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An, coi đó là căn cứ để xác định phương hướng, nhiệm vụ và phát triển đề tài

- Thông qua quá trình điều tra đi sâu phân tích các dạng bài tập mà hiện tại giáo viên thường ra cho học sinh lớp 11, xem đây là một cơ sở định hướng nghiên cứu cải tiến phương pháp dạy học hiện nay

1.4.2 Nội dung – phương pháp – địa bàn điều tra

1.4.2.1 Nội dung

- Điều tra tổng quát về tình hình sử dụng bài tập hóa học ở trường THPT hiện nay

Giáo viên

Nội dung, phương pháp, phương tiện

Lĩnh hội, tự điều khiển nhận thức

Truyền đạt

Phản

xạ của người học

Hoạt động học tập

Tối ưu hóa

Điều kiện ngoại cảnh (môi trường)

- Lấy ý kiến của các giáo viên và học sinh về các phương án sử dụng bài tập trong các tiết học bộ môn Hóa học

1.4.2.2 Phương pháp

- Nghiên cứu giáo án, dự giờ trực tiếp các tiết học Hóa học ở trường THPT

- Gửi và thu phiếu điều tra (trắc nghiệm góp ý kiến)

1.4.2.3 Đối tượng điều tra

- Các giáo viên trực tiếp giảng dạy bộ môn Hóa học ở các trường THPT

- Các giáo viên có trình độ đại học, thạc sĩ

1.4.2.4 Địa bàn điều tra

- Tôi tiến hành điều tra ở trường THPT Cù Chính Lan, xã Quỳnh Bá, và trường

THPT Quỳnh Lưu 2, xã Quỳnh Văn, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An

1.4.3 Kết quả điều tra

Trong khoảng thời gian từ tháng 8 năm 2013 đến tháng 5 năm 2014 tôi đã trực tiếp dự giờ thăm lớp được 12 tiết môn Hóa học lớp 11 THPT của các giáo viên trường THPT Quỳnh Lưu 2, 10 tiết môn Hóa học lớp 11 THPT của giáo viên trường THPT Cù Chính Lan và gửi phiếu điều tra tới 8 giáo viên trường THPT Quỳnh Lưu

2, 1 giáo viên trường THPT Cù Chính Lan (có mẫu ở bảng phụ lục)

Sau quá trình điều tra tôi đã tổng hợp lại kết quả như sau:

- Đa số giáo viên khi ra bài tập cho học sinh thường lấy những bài tập đã có sẵn trong sách giáo khoa, sách bài tập mà ít khi sử dụng bài tập tự mình ra Một số giáo viên trong tiết học chỉ chú trọng vào truyền đạt kiến thức mà xem nhẹ vai trò của bài tập

- Một số giáo viên còn lại có sử dụng bài tập trong tiết học nhưng chỉ để kiểm tra miệng và cuối tiết học để củng cố lại, hệ thống lại kiến thức của bài học

- Khi được hỏi ý kiến về xây dựng một hệ thống bài học chuỗi phản ứng hóa học theo phương pháp tiếp cận để hỗ trợ cho quá trình tổ chức hoạt động dạy học thì toàn bộ giáo viên đều nhất trí đây là phương pháp hay và có tính khả thi trong việc nâng cao hiệu quả dạy học ở trường THPT hiện nay

+ Các phương pháp dạy học, quá trình dạy học theo quan điểm tiếp cận hệ thống

+ Quá trình dạy học và nội dung môn học theo quan điểm tiếp cận hệ thống Phần đầu chúng tôi trình bày lý luận về quan điểm tiếp cận hệ thống để thấy được những ưu điểm của việc sử dụng các phương pháp dạy học theo quan điểm tiếp cận hệ thống là phù hợp với việc đổi mới phương pháp dạy học

2 Về thực tiễn: Chúng tôi trình bày kết quả điều tra thực trạng dạy học phần hidrocacbon và sử dụng bài tập chuỗi phản ứng trong hóa hữu cơ ở một số trường THPT tại huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An

Chương 2: XÂY DỰNG, TUYỂN CHỌN VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP VỀ CHUỖI PHẢN ỨNG TRONG HÓA HỮU CƠ THEO QUAN ĐIỂM TIẾP CẬN HỆ THỐNG ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC PHẦN

HIDROCACBON 2.1 Nội dung – cấu trúc hóa hữu cơ phần hidrocacbon [18];[35];[40];[41]

2.1.1 Nội dung – cấu trúc

Hidrocacbon được chia thành các loại sau:

Trong chương trình hóa học phổ thông, các kiến thức hóa học hữu cơ được sắp xếp trong chương trình hóa học lớp 9 và chương trình hóa học lớp 11, 12 THPT Riêng phần hidrocacbon được sắp xếp ở lớp 9 và lớp 11

Các loại hidrocacbon được nghiên cứu theo trình tự như sau: Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp → Cấu trúc phân tử → Tính chất vật lý → Tính chất hóa học

→ Điều chế và ứng dụng Các nội dung kiến thức trong từng phần đều được nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết chủ đạo và kiến thức phần đại cương hóa hữu cơ Cấu trúc phân tử của các chất tiêu biểu được nghiên cứu kĩ cùng với cơ chế của các phản ứng đặc trưng cho từng loại hidrocacbon (phản ứng thế, phản ứng cộng hợp) Công nghệ

CnH2n (n  3)

Anken

CnH2n (n 2)

Anka dien

CnH2n-3 (n  2)

Ankin

CnH2n-2 (n2)

Benzen

và đồng đẳng (Aren)

CnH2n-6(n  6)

chế hóa dầu mỏ được nghiên cứu đầy đủ giúp học sinh hiểu đúng về tầm quan trọng của công nghiệp hóa dầu đối với nền kinh tế quốc dân

Hệ thống kiến thức hóa học hữu cơ phần hidrocacbon ở trung học phổ thông mang tính kế thừa, phát triển và hoàn thiện các nội dung kiến thức đã được nghiên cứu ở THCS trên cơ sở lý thuyết chủ đạo của chương trình

Hệ thống kiến thức về các loại hợp chất hữu cơ được sắp xếp theo các chương như sau:

Chương 5: HIDROCACBON NO Bài 25: Ankan

Bài 26: Xicloankan Bài 27: Luyện tập: Ankan và Xicloankan

Bài 28: Bài thực hành 3: Phân tích định tính nguyên tố

Điều chế và tính chất của metan Chương 6: HIDROCACBON KHÔNG NO Bài 29: Anken

Bài 36: Luyện tập: Hidrocacbon thơm

Bài 37: Nguồn hidrocacbon thiên nhiên Bài 38: Hệ thống hóa về hidrocacbon Quá trình nghiên cứu các hidrocacbon có chú trọng đến các chất tiêu biểu và vận dụng các kiến thức đại cương để xem xét đặc điểm cấu trúc phân tử, dạng liên kết trong phân tử, giải thích tính chất hóa học đặc trưng, vận dụng quy tắc gọi tên (danh pháp IUPAC) nghiên cứu danh pháp cho từng loại hidrocacbon

Các loại hidrocacbon đều được đặt trong mối liên quan chuyển hóa lẫn nhau

từ đơn giản đến phức tạp: hidrocacbon no → hidrocacbon không no → hidrocacbon thơm

Các quá trình chuyển hóa, các kiến thức ứng dụng thực tiễn, phương pháp điều chế các loại hợp chất hữu cơ có sự chỉnh sửa, bổ sung, thay thế bằng các phương pháp đang được sử dụng và thể hiện được các thành tựu mới mẻ, sự phát triển của hóa học hữu cơ đảm bảo tính hiện đại, thực tiễn của nội dung kiến thức trong chương trình

Việc nghiên cứu các hidrocacbon chú trọng đến các chất liệu tiêu biểu đã tạo điều kiện cho học sinh phát triển năng lực tư duy khái quát, so sánh, sử dụng các phép loại suy, dự đoán khoa học trong quá trình phân tích cấu trúc phân tử, dự đoán tính chất hóa học của các hidrocacbon đặc trưng

Hệ thống kiến thức hóa hữu cơ phần hidrocacbon ở trung học phổ thông chú trọng đến tính kế thừa, phát triển, hoàn thiện các kiến thức hóa học hữu cơ ở THCS dựa trên cơ sở lý thuyết chủ đạo của chương trình và học thuyết về cấu tạo các chất hữu cơ

+ Các ứng dụng của ankan, xicloankan

+ Các nguồn hidrocacbon no trong tự nhiên

- Học sinh hiểu:

+ Nguyên nhân hidrocacbon no khó tham gia phản ứng hóa học là do trong

+ Cơ chế phản ứng thế halogen vào phân tử ankan

- Học sinh vận dụng:

+ Viết thành thạo các phương trình hóa học của phản ứng thế, phản ứng tách

+ Đọc tên các hidrocacbon no và viết được công thức phân tử của các chất trong dãy đồng đẳng, các đồng phân của hidrocacbon no

+ Giải các dạng bài tập về xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ

+ Tính chất hóa học của anken, ankin, ankadien

+ Một số ứng dụng quan trọng của anken và ankin

+ Khái niệm tecpin (chương trình nâng cao)

- Học sinh hiểu:

+ Vì sao hidrocacbon không no có tính chất hóa học khác với hidrocacbon

+ Lựa chọn sản phẩm chính trong các phản ứng cộng theo quy tắc Maccopnhicop

- Giáo dục tình cảm thái độ: Học sinh thấy được ứng dụng của sản phẩm trùng hợp của anken, ankadien trong đời sống sản xuất và ý nghĩa tầm quan trọng của các chất hữu cơ, ngành hóa học hữu cơ đối với nền kinh tế mà có hứng thú học tập, quyết tâm chiếm lĩnh kiến thức

2.1.2.3 Hidrocacbon thơm Nguồn hidrocacbon thiên nhiên

- Học sinh biết:

+ Khái niệm về hidrocacbon thơm, đặc điểm của hidrocacbon thơm

+ Cấu trúc phân tử, đồng phân, danh pháp và ứng dụng của các hidrocacbon thơm

+ Tính chất hóa học đăc trưng của benzen và dãy đồng đẳng

+ Phản ứng thế và quy tắc thế ở nhân benzen

+ Ứng dụng của một số hidrocacbon thơm tiêu biểu

+ Thành phần, tính chất và tầm quan trọng của dầu mỏ, khí thiên nhiên và than mỏ

+ Chưng cất dầu mỏ, chế biến dầu mỏ bằng phương pháp hóa học Chưng khô than mỏ

+ Rèn luyện kĩ năng viết phương trình hóa học minh họa tính chất của hidrocacbon thơm

+ Giải thích được một số hiện tượng thí nghiệm

- Giáo dục tình cảm, thái độ: học sinh có ý thức tiết kiệm nguồn nhiên liệu, tài nguyên của đất nước và ý thức học tập tốt để khai thác, sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên này

2.1.3 Cấu trúc chương trình hóa hữu cơ phần hidrocacbon theo quan điểm tiếp cận hệ thống

Nội dung kiến thức phần hidrocacbon được xây dựng và nghiên cứu trên cơ

sở các quan điểm lý thuyết hiện đại, đầy đủ, phong phú và toàn diện Hệ thống kiến thức lý thuyết này đủ để cho học sinh suy lý, dự đoán lý thuyết, giải thích tính chất các chất dựa vào sự phân tích đặc điểm cấu trúc phân tử của hidrocacbon

Các quan điểm lý thuyết cấu tạo nguyên tử, liên kết hóa học, thuyết cấu tạo hợp chất hữu cơ cung cấp cơ sở lý thuyết giúp học sinh hiểu được đặc điểm cấu trúc phân tử các chất hữu cơ cơ bản, giải thích khả năng liên kết thành các dạng mạch của nguyên tố cacbon Sự lai hóa obitan nguyên tử và các dạng lai hóa cơ bản, sự hình thành dạng liên kết hóa học đặc biệt là liên kết cộng hóa trị trong các hidrocacbon…

Cấu trúc chương trình hóa hữu cơ phần hidrocacbon được xây dựng theo nguyên tắc đồng tâm, nghiên cứu hai lần, mang tính kế thừa và phát triển hoàn chỉnh trên cơ sở lý thuyết chủ đạo của chương trình

Phần hidrocacbon ở THCS nghiên cứu các chất cụ thể đại diện cho các hidrocacbon cơ bản như: metan, etilen, axetilen, benzen Các chất được nghiên cứu

ở những nét cơ bản về thành phần, cấu tạo phân tử, tính chất nhằm cung cấp cho học sinh khái niệm cơ bản, toàn diện về chất, mối quan hệ thành phần, cấu tạo phân

tử

Phần hidrocacbon ở THPT được nghiên cứu ở học kì II lớp 11 các hidrocacbon được nghiên cứu theo các loại hợp chất cụ thể trên cơ sở lý thuyết cấu tạo nguyên tử, liên kết hóa học và kiến thức đại cương hóa hữu cơ với mức độ khái quát cao Sự nghiên cứu này mang tính kế thừa, phát triển, hoàn thiện và khái quát các kiến thức đã có ở THCS vì trong nghiên cứu luôn có sự giải thích, tìm hiểu bản

chất các quá trình biến đổi các hidrocacbon, làm rõ mối quan hệ biện chứng giữa thành phần, cấu trúc phân tử hợp chất với tính chất các chất, ảnh hưởng qua lại giữa các nguyên tử, sự chuyển hóa giữa các hidrocacbon, quá trình tổng hợp và ứng dụng của chúng

Cấu trúc chương trình được sắp xếp logic chặt chẽ mang tính kế thừa và phát triển, đảm bảo tính sư phạm,phù hợp với khả năng nhận thức của học sinh

Các kiến thức ở THCS thì mang tính cụ thể, nghiên cứu các chất cụ thể, từ đơn giản đến phức tạp phù hợp với hoạt động tư duy cụ thể của học sinh THCS

Ở THPT phần cơ sở lý thuyết được nghiên cứu trước làm cơ sở cho sự dự đoán, phân tích, giải thích tính chất các chất và các quá trình hóa học khi nghiên cứu từng loại chất cụ thể Quá trình nghiên cứu các chất luôn có sự suy diễn, khái quát hóa, phù hợp với phương pháp nhận thức và tư duy học tập ở nhịp độ nhanh của học sinh THPT

Kiến thức về hidrocacbon được sắp xếp trong chương trình mang tính kế thừa, phát triển và có mối quan hệ di tính giữa các loại hidrocacbon:

Hidrocacbon no → hidrocacbon không no → hidrocacbon thơm

Sự nghiên cứu các loại hidrocacbon được thực hiện dưới dạng khái quát, các loại hidrocacbon được biểu thị bằng công thức tổng quát, công thức chung, biểu diễn các quá trình biến đổi bằng phương trình tổng quát, phương pháp nhận thức được bắt đầu từ việc phân tích đặc điểm cấu trúc phân tử suy luận về đặc tính chung của loại chất và tính chất cụ thể trong dãy đồng đẳng đó

Những đặc điểm về nội dung, cấu trúc chương trình phần hidrocacbon là cơ

sở cho việc lựa chọn phương pháp, phương tiện dạy học của giáo viên và phương pháp học tập của học sinh trong các giờ cụ thể

2.2 Xây dựng các bài tập về chuỗi phản ứng trong hóa hữu cơ theo quan điểm tiếp cận hệ thống

2.2.1 Hệ thống kiến thức lý thuyết cơ bản [18]; [20]; [40]; [41]

2.2.1.1 Hidrocacbon no

a Ankan (Parafin): CnH2n+2 (n  1)

- Tên gọi: Tên ankan = tên chỉ số nguyên tử cacbon + AN

Số nguyên tử C Công thức cấu tạo thu gọn Công thức phân tử Tên gọi

chất rắn

- Tính chất hóa học: Ở nhiệt độ thường, các ankan không tác dụng với dung dịch

Khi chiếu sáng hoặc đun nóng, các ankan dễ dàng tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách hidro và phản ứng cháy

CnH2n+2-zClz + zHCl (Dẫn xuất clo của ankan)

Lưu ý: Với clo: điều kiện phản ứng là ánh sáng khuếch tán

cao

Với flo: F2 phản ứng mãnh liệt nên phân hủy ankan thành C và HF

Với Iot: quá yếu, không phản ứng

Xyclopropan Xyclobutan Metyl Xyclopropan

- Tính chất vật lý: xicloankan không màu, không tan trong nước

- Tính chất hóa học + Phản ứng cộng mở vòng:

CH2Br – CH2 – CH2Br

CH3 – CH2 – CH2Br Xiclopropan

+HBr

- Trạng thái: Anken từ 2C đến 4C ở thể khí, từ 5C trở lên ở trạng thái rắn hoặc lỏng

* Quy tắc Maccopnhicop: trong phản ứng cộng HX vào liên kết đôi, nguyên tử H

(hay phần mang điện dương) chủ yếu cộng vào nguyên tử cacbon bậc thấp hơn (có nhiều H hơn), còn nguyên tử hay nhóm nguyên tử X (phần mang điện âm) cộng vào nguyên tử cacbon bậc cao hơn (có ít H hơn)

2 – metyl but – 2 – en + Phản ứng oxi hóa:

trường axit, phản ứng thành cắt đứt – CH = CH – tạo 2 nhóm COOH

+ Ankadien có hai liên kết đôi cách nhau từ hai liên kết đơn trở lên