sử dụng phương pháp grap và algorit trong giải bài tập phần hóa phi kim 10 ban cơ bản

M ục đích nghiên cứu Sử dụng phương pháp grap và phương pháp algorit giúp học sinh nâng cao hiệu quả trong việc giải bài tập phần hóa phi kim lớp 10 ban cơ bản, nhằm giúp học sinh hình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Thôi

Thành ph ố Hồ Chí Minh - 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Thôi

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Phan Th ị Hoàng Oanh

Thành ph ố Hồ Chí Minh - 2012

L ỜI CẢM ƠN

Lu ận văn được hoàn thành với sự nỗ lực của bản thân, sự giúp đỡ tận tình c ủa các thầy cô giáo, bạn bè, anh chị em đồng nghiệp, các em học sinh

và nh ững người thân trong gia đình

Tôi xin bày t ỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Phan Thị Hoàng Oanh, người đã tận tình chỉ dẫn tôi trong suốt quá trình xây dựng đề cương và hoàn thành lu ận văn

Đồng thời xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS.TS.Trịnh Văn

Bi ều đã tận tình giúp đỡ, động viên, khuyến khích tôi vượt qua những khó khăn trong quá trình học tập

Tôi xin chân thành c ảm ơn Ban Chủ nhiệm khoa Hóa, cùng các thầy

cô trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh đã tổ chức và thực hiện thành công khóa đào tạo thạc sĩ chuyên ngành Lí luận và phương pháp dạy

h ọc hóa học, tạo cơ hội học tập nâng cao trình độ chuyên môn về lĩnh vực

mà tôi tâm huy ết

Tôi xin chân thành c ảm ơn Ban lãnh đạo cùng các thầy cô giáo, anh

ch ị em đồng nghiệp trường THPT Khai Minh đã động viên, hỗ trợ về tinh

th ần cũng như tạo mọi điều kiện về thời gian để hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành c ảm ơn thầy cô giáo và các em học sinh các trường THPT Khai Minh, THPT Nguy ễn Du - TPHCM, THPT Văn Hiến, THPT Trấn Biên – T ỉnh Đồng Nai và nhiều anh chị em đồng nghiệp đã giúp đỡ trong suốt quá trình th ực nghiệm sư phạm

Xin g ửi lời cảm ơn Phòng Sau đại học, trường Đại học Sư phạm thành

h ố ồ Chí h đ đ ề k h l để l đ h à hà h

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5

1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 5

1.2 Phương pháp dạy học 10

1.2.1 Khái niệm 10

1.2.2 Phân loại 10

1.2.3 Phương pháp grap dạy học 12

1.2.4 Phương pháp algorit dạy học 16

1.3 Bài tập hóa học 24

1.3.1 Khái niệm về BTHH và bài toán hóa học 24

1.3.2 Phân loại bài tập hóa học 25

1.3.3 Tác dụng của bài tập hóa học 28

1.3.4 Giải bài tập hóa học 29

1.3.4.1 Cơ chế của việc giải bài tập hóa học 29

1.3.4.2 Quá trình giải bài tập hóa học 29

1.3.4.3 Kĩ năng giải BTHH 31

1.3.5 Xây dựng hệ thống bài tập 31

1.3.6 Xu hướng phát triển của bài tập hóa học 34

1.4 Thực trạng sử dụng phương pháp grap và algorit trong giải bài tập hóa học 35

1.4.1 Mục đích điều tra 35

1.4.2 Đối tượng điều tra 36

1.4.3 Kết quả điều tra 37

TÓM TẮT CHƯƠNG 1 42

Chương 2 SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP GRAP VÀ ALGORIT TRONG GIẢI BÀI TẬP PHẦN HÓA PHI KIM 10 BAN CƠ BẢN 43

2.1 Những nội dung cơ bản của phần hóa phi kim 10 43

2.1.1 Cấu trúc và kế hoạch dạy học phần hóa phi kim 10 43

2.1.2 Mục tiêu dạy học phần hóa phi kim 10 44

2.1.3 Nội dung cơ bản của phần hóa phi kim 10 46

2.1.4 Hệ thống hóa, phân loại BTHH phần hóa phi kim 10 47

2.2 Grap và algorit giải một số dạng bài tập phần hóa phi kim 10 48

2.3 Sử dụng phương pháp grap và algorit trong một số dạng bài tập cơ bản chương Halogen 50

2.4 Sử dụng phương pháp grap và algorit trong một số dạng bài tập cơ bản chương Oxi – lưu huỳnh 70

2.5 Một số định hướng khi sử dụng phương pháp grap và algorit 88

2.5.1 Sử dụng grap câm 88

2.5.2 Sử dụng phương pháp suy luận ngược 89

2.5.3 Xây dựng và sử dụng bài tập tương tự 90

TÓM TẮT CHƯƠNG 2 92

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 94

3.1 Mục đích thực nghiệm 94

3.2 Đối tượng thực nghiệm 94

3.3 Phương pháp kiểm tra và phân tích kết quả thực nghiệm 95

3.3.1 Phân tích định tính 95

3.3.2 Phân tích định lượng 95

3.3.3 Xử lí các ý kiến nhận xét của HS và GV 96

3.3.3.1 Ý kiến nhận xét của HS 96

3.3.3.2 Ý kiến nhận xét của GV 97

3.4 Tiến hành thực nghiệm 97

3.5 Kết quả thực nghiệm 98

3.5.1 Kết quả TN định lượng 98

3.5.2 Kết quả của việc lấy ý kiến nhận xét của HS và GV 109

3.6 Các bài học kinh nghiệm 109

TÓM TẮT CHƯƠNG 3 117

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 118

TÀI LIỆU THAM KHẢO 121

PHỤ LỤC

Mức độ sử dụng phương pháp grap và phương pháp algorit khi

dạy bài tập phần hóa phi kim 10

38

1.5 Một số ưu điểm và hạn chế của phương pháp grap dạy học 39

1.6 Một số ưu điểm và hạn chế của phương pháp algorit dạy học 40

2.1 Cấu trúc và kế hoạch dạy học phần hóa phi kim 10 ban cơ bản 43

3.4 Phân phối tần số, tần suất, tần suất lũy tích bài kiểm tra TN lần 1 98

3.8 Phân phối tần số, tần suất, tần suất lũy tích bài kiểm tra TN lần 2 100

3.10 Các tham số đặc trưng của bài kiểm tra TN lần 2 102

3.18

3.22

Ý kiến HS về sử dụng phương pháp grap và phương pháp algorit

để giải bài tập phần hóa phi kim

109

3.23

Ý kiến của HS sau khi vận dụng phương pháp grap và algorit

trong giải bài tập phần hóa phi kim

DANH M ỤC CÁC HÌNH

1.2 Grap thô và grap đủ của bài toán tìm mA trong hợp chất AxBy 15

1.3 Grap giải của bài toán tìm mA trong hợp chất AxBy 15

3.1 Đồ thị đường lũy tích và biểu đồ phân loại kết quả bài kiểm tra TN

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Đổi mới giáo dục là việc làm cấp thiết mà Bộ Giáo dục và Đào tạo nói chung và các cơ sở đào tạo nói riêng đang phải thực hiện Trong đó, cụ thể nhất ở bậc trung học phổ thông, là cấp học hình thành cho học sinh các tư tưởng, định hướng nghề nghiệp để chuẩn bị bước vào ngưỡng cửa đại học hoặc có thể hòa nhập vào xã hội

Để làm được việc đó, phải hình thành ở các em học sinh tính tích cực, sáng tạo, chủ động trong công việc, cách lao động nghiêm túc và khoa học

Trong dạy học hóa học, có nhiều phương pháp nhằm nâng cao chất lượng dạy

học và phát triển năng lực cho học sinh Có thể bằng các bài lên lớp, các buổi học ngoại khóa, các giờ thí nghiệm, các bài tập hóa học… Trong đó, giờ bài tập là yếu

tố đặc biệt quan trọng Một mặt giáo dục tư tưởng thế giới quan khoa học, mặt khác còn rèn luyện cho học sinh tính cẩn thận, chính xác, tư duy logic Bài tập hóa học

vừa là mục đích, vừa là nội dung, vừa là phương pháp dạy học hiệu nghiệm Nó là thước đo chính xác mức độ hiểu bài, khả năng nắm vững kiến thức và kỹ năng vận

dụng vào thực tế Bên cạnh đó, bài tập còn cung cấp cho học sinh những kiến thức

mới, những niềm vui sướng mỗi khi tìm được đáp số

Đó là lí do tại sao chương trình sách giáo khoa mới dành thời lượng cho tiết bài

tập được tăng lên Từ đó nảy sinh vấn đề: làm sao có thể tổ chức được những giờ bài tập hiệu quả, giúp học sinh có được phương pháp giải đối với từng dạng toán cụ

thể Đó là nhiệm vụ hết sức quan trọng đối với người giáo viên đứng lớp

Qua những năm thực hiện công tác giảng dạy ở trường phổ thông, chúng tôi nhận

thấy giáo viên thường tập trung đầu tư vào kiểu bài nghiên cứu tài liệu mới mà chưa chú ý đi sâu vào phần bài tập Và tất nhiên, điều đó vô tình gây ảnh hưởng phần nào đến chất lượng học tập của học sinh Dễ dàng nhận thấy trong thực tế vẫn còn

những học sinh có kỹ năng làm bài tập rất kém, chưa có định hướng cụ thể khi đọc

một bài tập hóa học Do đó gây nên sự lúng túng, chán nản và mất hứng thú mỗi khi đến tiết bài tập Ngoài ra, với xu hướng chuyển từ kiểm tra tự luận sang kiểm tra

trắc nghiệm thì hỏi học sinh phải có kỹ năng giải bài tập nhuần nhuyễn nhằm tiết

kiệm thời gian làm bài, đạt kết quả cao như mong đợi

Trong suốt thời gian tham khảo các tài liệu về phương pháp dạy học (PPDH), chúng tôi nhận thấy có nhiều PPDH sử dụng khi giảng dạy tiết bài tập Tuy nhiên, các tác giả chỉ đề cập khái quát mà chưa đi sâu, cụ thể vào một dạng bài tập cụ thể nào Với mong muốn tích lũy kinh nghiệm cho bản thân, đồng nghiệp và hình thành cho các em học sinh một phương pháp giải toán cụ thể Chúng tôi đã chọn đề tài

“S ử dụng phương pháp grap và algorit trong giải bài tập phần Hóa phi kim lớp

10 ban cơ bản”

2 M ục đích nghiên cứu

Sử dụng phương pháp grap và phương pháp algorit giúp học sinh nâng cao hiệu

quả trong việc giải bài tập phần hóa phi kim lớp 10 ban cơ bản, nhằm giúp học sinh hình thành phương pháp giải đối với các dạng bài trong những chương này, nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn hóa học

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Việc sử dụng phương pháp grap và phương pháp algorit giúp học sinh nâng cao hiệu quả trong việc giải bài tập phần hóa phi kim lớp10 ban

cơ bản

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hóa học ở trường phổ thông

4 Nhi ệm vụ của đề tài

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của đề tài:

+ Tổng quan vấn đề nghiên cứu

+ Bài tập hóa học và vai trò của nó trong dạy học hóa học

+ Xu thế đổi mới của phương pháp dạy học hiện nay

- Tìm hiểu thực trạng sử dụng bài tập hóa học ở trường phổ thông

- Nghiên cứu nội dung kiến thức, các dạng bài tập trong chương Halogen và chương Oxi – lưu huỳnh

- Nghiên cứu cơ sở khoa học của việc sử dụng phương pháp grap và phương pháp algorit

- Nghiên cứu các biện pháp sử dụng phương pháp grap và phương pháp algorit

có hiệu quả

- Sử dụng phương pháp grap và phương pháp algorit giúp học sinh nâng cao hiệu

quả trong việc giải bài tập hóa học

- Thực nghiệm sư phạm nhằm xác định hiệu quả của đề tài

5 Ph ạm vi nghiên cứu

- Nội dung nghiên cứu: phần hóa phi kim 10 ban cơ bản

- Địa bàn nghiên cứu: các trường THPT thuộc Thành phố Hồ Chí Minh, tỉnh Đồng Nai

- Thời gian nghiên cứu: trong năm học 2011 – 2012 (từ tháng 01/2012 đến 05/ 2012)

6 Gi ả thuyết khoa học

Nếu sử dụng phương pháp grap và phương pháp algorit một các linh hoạt, hợp lý thì sẽ giúp học sinh làm bài tập tốt hơn, phát triển tư duy, nâng cao chất lượng dạy

và học hóa học ở trường phổ thông

7 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: đọc, phân tích, tổng hợp lý thuyết về cơ sở

lý luận của đề tài, truy cập thông tin trên internet

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: quan sát, điều tra thực trạng (sử dụng phiếu điều tra, phỏng vấn, dự giờ), phương pháp chuyên gia (tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn), thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán học xử lý kết quả điều tra

8 Nh ững đóng góp mới của đề tài

8.1 V ề mặt lí luận

- Làm sáng tỏ việc cần thiết phải sử dụng phương pháp grap và algorit trong

dạy học hóa học ở trường phổ thông

- Ý nghĩa và tác dụng của việc sử dụng phương pháp grap và algorit trong giải bài tập phần hoá phi kim lớp 10

8.2 V ề mặt thực tiễn

- Bước đầu áp dụng phương pháp grap và algorit hướng dẫn học sinh giải bài

tập hoá phi kim lớp 10

- Nghiên cứu cơ sở khoa học của việc sử dụng phương pháp grap và phương pháp algorit

- Nghiên cứu các biện pháp sử dụng phương pháp grap và phương pháp algorit

có hiệu quả

- Xây dựng hệ thống bài tập tương tự trong từng chương để rèn luyện kỹ năng

giải bài tập cho học sinh

- Nội dung luận văn giúp giáo viên và học sinh có được phương pháp giải đối

với dạng bài tập này, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn hóa học ở trường phổ thông

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Ở nước ngoài

Theo Từ điển toán học Vollstandiges Mathematiesches Lexikon, Leipzip 1947 thì algorit được hiểu là thuật toán, nó là tổ hợp của bốn phép toán số học bao gồm

cộng, trừ, nhân, chia Còn lý thuyết grap được khai sinh kể từ công trình nghiên cứu

về bài toán “bảy cây cầu ở Konigsburg” vào năm 1736 của nhà toán học nổi tiếng người Thụy Sĩ – Leonard Euler Cùng với sự phát triển của toán học, nhất là toán

học ứng dụng vào những năm cuối của thế kỉ XX, những nghiên cứu về vận dụng lý thuyết grap và algorit đã có những bước tiến nhảy vọt

Đóng góp quan trọng nhất trong việc vận dụng lý thuyết grap và algorit vào

việc dạy học thuộc về các nhà giáo dục học của Liên Xô Dưới đây chúng tôi xin

giới thiệu một số nhà giáo dục học tiêu biểu:

- Năm 1965, A.M.Xokhor – nhà giáo dục học người Nga là người đầu tiên

vận dụng một số quan điểm của lý thuyết grap để mô hình hóa tài liệu giáo khoa môn Hóa học Ưu điểm nổi bật của nghiên cứu này là giúp học sinh cấu trúc hóa được một cách dễ dàng nội dung tài liệu giáo khoa và qua đó hiểu được bản chất

một cách rõ ràng, nhớ lâu hơn và vận dụng hiệu quả hơn nội dung của tài liệu đó

- Năm 1965, nhà lí luận dạy học hóa học V.X.Ploxin dựa theo cách làm của A.M.Xokhor đã mô tả trình tự các thao tác dạy học (algorit dạy học) trong một tình

huống dạy học hóa học (một bộ phận của bài lên lớp) bằng grap

- Tiếp tục kế thừa những công trình nghiên cứu của V.X.Poloxin, năm

1972, V.P.Garkumôp đã sử dụng phương pháp grap và algorit để mô hình hóa các tình huống dạy học nêu vấn đề Theo V.P.Garkumôp, trong việc tạo ra các mẫu của tình huống nêu và giải quyết vấn đề thì việc sử dụng lý thuyết grap và algorit có thể giúp ích rất nhiều cho các nhà lí luận dạy học hóa học Lý thuyết grap và algorit cho phép xác định thứ tự hành động trong tiến trình giải quyết vấn đề đặt ra [23 tr 25] Tóm lại, lý thuyết grap và algorit đều bắt nguồn từ toán học và được vận dụng vào dạy học hóa học từ những thập niên cuối của thế kỉ XX Những nghiên cứu của

các nhà giáo dục người Nga có ý nghĩa thực sự quan trọng, đặt nền móng cho việc

vận dụng lý thuyết grap và algorit trong dạy học hóa học ở Việt Nam

Thật vậy, không lâu sau khi những thành tựu của các nhà giáo dục học người Nga, tại Việt Nam, lý thuyết grap và algorit đã được các nhà giáo dục học nghiên

cứu và vận dụng vào lĩnh vực dạy học bộ môn Hóa học ngày càng nhiều và mang

lại những kết quả to lớn Chính điều đó đã góp phần không nhỏ trong sự phát triển

cứu chuyển hóa phương pháp grap toán học thành phương pháp grap hóa học (đặc

biệt là trong lĩnh vực giảng dạy Hóa học) và đã công bố nhiều công trình nghiên

cứu về lĩnh vực này Trong suốt cuộc đời hoạt động giáo dục của mình, ông đã viết nhiều cuốn sách, nhiều bài báo thực sự có giá trị, trong số đó có thể kể đến giáo trình “ Lí luận dạy học Hóa học tập 1” xuất bản năm 1994 Đây là một tài liệu quí,

chứa đựng lượng thông tin lớn, có tính khoa học cao, bố cục chặt chẽ, mang tính

chất là những lí luận cơ bản của quá trình dạy học Hóa học Trong đó, grap dạy học

và algorit dạy học được tác giả trình bày chi tiết ở chương VII

 Về grap dạy học, tác giả đã đề cập đến các vấn đề:

- Trình bày cơ sở lý luận về phương pháp grap như:

+ Sơ lược về grap dạy học, mô hình hóa cấu trúc hoạt động bằng phương pháp grap

+ Những ưu thế của phương pháp grap

+ Những tiếp cận mới của phương pháp grap

+ Cách xây dựng grap nội dung dạy học

- Vận dụng phương pháp grap vào bài toán hóa học: lập grap đầu bài, grap

giải, biến hóa nội dung bài toán Hóa học theo môđun, quy luật chung và năm cách

biến hóa nội dung bài toán hóa học

- Triển khai bài toán hóa học bằng phương pháp grap

 Về algorit dạy học, tác giả đã đề cập đến các vấn đề:

+ Khái niệm về grap dạy học

+ Hai kiểu algorit dạy học

+ Ba khái niệm cơ bản tiếp cận algorit

+ Những nét đặc trưng cơ bản của algorit dạy học

+ Tầm quan trọng đối với mục tiêu đào tạo của việc dạy cho học sinh phương pháp grap

• Tài li ệu “Phương pháp dạy học Hóa học ở trường phổ thông và đại

h ọc” của tác giả Nguyễn Cương, 2007 [18]

Về phương pháp grap dạy học và algorit dạy học được đề cập trong tài liệu này về cơ bản không khác nhiều so với tài liệu trên Một số điểm khác biệt là:

- Phương pháp grap dạy học: tác giả chỉ đề cập đến cách xây dựng grap

nội dung dạy học, chưa đề cập đến việc vận dụng phương pháp grap vào bài tập hóa

học

- Phương pháp algorit dạy học: đã có đề cập đến việc áp dụng phương pháp algorit trong thực tế dạy học hóa học ở trường phổ thông, nêu được những ưu điểm của nó Trong đó, quan trọng nhất là tác giả đã đưa ra được bốn bước dạy học sinh giải bài tập theo phương pháp algorit là:

+ Tìm hiểu điều kiện bài toán

+ Lập kế hoạch giải bài toán

+ Thực hiện việc giải

+ Kiểm tra sự đúng đắn của việc giải

Nhìn chung, nh ững nội dung được đề cập trong các tài liệu trên là những

ki ến thức nền tảng Nó là cơ sở lý luận để chúng tôi tiếp tục nghiên cứu sâu hơn theo hướng vận dụng và phối hợp phương pháp grap và phương pháp algorit vào

m ột nội dung cụ thể sao cho phù hợp với điều kiện và hoàn cảnh dạy học thực tế

nh ằm nâng cao chất lượng dạy học

1.1.2.2 Một số luận án, luận văn, tiểu luận tiêu biểu

• Tr ần Trọng Dương (1980), Áp dụng phương pháp grap và algorit hóa để

nghiên cứu cấu trúc và phương pháp giải, xây dựng hệ thống bài toán về lập công

thức hóa học ở trường phổ thông, Tiểu luận khoa học cấp I, Trường Đại học Sư

- Bằng grap có thể phân loại, sắp xếp các bài toán hóa học thành hệ

thống bài toán có logic giúp cho việc dạy và học có kết quả hơn

Nhận xét:

- Tác giả đã rất thành công trong việc phối hợp phương pháp grap và phương pháp algorit, giúp học sinh dễ dàng phân loại và định hướng khi giải bài

tập

- Ngôn ngữ khoa học, ngắn gọn, súc tích, dễ hiểu

- Tuy nhiên, đề tài chỉ nghiên cứu một phạm vi hẹp và chưa được đặt vào

một tiến trình lên lớp cụ thể nên chưa phát huy được hết thế mạnh của phương pháp grap và phương pháp algorit

• Ph ạm Văn Tư (1985), Dùng grap nội dung của bài lên lớp hóa học để dạy

và học chương Nitơ – photpho ở lớp 11 trường THPT, Luận án tiến sĩ giáo dục học, Đại học Sư phạm Hà Nội [39]

Trong luận án này, tác giả đã nghiên cứu thành công các vấn đề sau:

- Vận dụng phương pháp grap vào bài nghiên cứu tài liệu mới về hóa học

ở chương “Nitơ – Photpho” lớp 11 ở trường THPT

- Xây dựng quy trình áp dụng phương pháp này cho học sinh qua tất cả các khâu (chuẩn bị bài, lên lớp, tự học ở nhà, kiểm tra đánh giá)

- Đưa ra sáu hình thức triển khai grap nội dung của bài lên lớp

• Đào Nguyên (2004), Sử dụng phương pháp grap kết hợp với một số biện

pháp nâng cao chất lượng giờ ôn tập tổng kết hóa học lớp 11 THPT, Luận văn thạc

sĩ giáo dục học, Trường Đại học Sư phạm Huế [20]

Thành công nhất của luận văn là tác giả đã sử dụng triệt để ưu thế của phương pháp grap: hệ thống hóa kiến thức một cách cụ thể, logic Kết hợp với một

số biện pháp khác, tác giả đã tổ chức ôn tập, luyện tập, giúp học sinh nắm được

những kiến thức cơ bản cũng như phương pháp giải các dạng bài tập điển hình của chương trình hóa học 11

Đây là điều hết sức quan trọng đối với học sinh, giúp các em vận dụng sáng tạo, linh hoạt các lý thuyết đã học vào việc giải một bài tập hóa học cụ thể Từ

đó giúp các em có được niềm tin, lòng say mê học tập

• Nguy ễn Ngọc Anh Thư (2011), Xây dựng một số bài lên lớp có sử dụng

grap, algorit phần Hidrocacbon lớp 11 ban cơ bản để nâng cao chất lượng dạy học

Luận văn thạc sĩ giáo dục học, Trường Đại học Sư phạm TPHCM [24]

Trong luận văn, tác giả đã xây dựng grap cho 3 kiểu bài lên lớp: truyền thụ

kiến thức mới, ôn tập luyện tập, thực hành Chính điều này đã khắc phục một số hạn

chế của các tác giả đi trước, họ chỉ nghiên cứu phương pháp grap, algorit cho một

kiểu bài lên lớp

Ngoài ra, tác giả còn đề xuất một số trường hợp có khả năng sử dụng algorit khi giảng dạy phần Hidrocacbon lớp 11

K ết luận:

Đổi mới phương pháp, nâng cao chất lượng dạy học đang là mục tiêu giáo dục hàng đầu Các nghiên cứu khoa học, luận án, luận văn… trong thời gian gần đây cho thấy sự quan tâm đặc biệt của giáo dục đối với các phương pháp dạy học phức

hợp, trong đó có phương pháp grap và algorit Bới lẽ nó có tác dụng tích cực trong quá trình truyền thụ kiến thức và rèn luyện kĩ năng cho HS Tuy nhiên, việc nghiên

cứu phương pháp grap và algorit vào việc hướng dẫn HS giải bài tập thì chưa được, chú ý nghiên cứu nhiều Vì vậy, tác giả quyết định xây dựng đề tài luận văn thạc sĩ theo hướng sử dụng phương pháp grap và algorit trong các tiết luyện tập nhằm giúp

học sinh vận dụng lý thuyết một cách linh hoạt, khắc sâu kiến thức, giúp HS tự tin

và yêu thích môn học hơn

1.2 Phương pháp dạy học

1.2.1 Khái niệm

Có nhiều tác giả đưa ra các khái niệm khác nhau về PPDH:

- PPDH là cách thức hoạt động của thầy trong việc tổ chức, chỉ đạo các hoạt đông nhận thức của trò nhằm giúp trò chủ động đạt được các mục tiêu dạy học PPDH bao gồm phương pháp dạy và phương pháp học [39, tr 65]

- Theo Meyer H (1987): PPDH là những hình thức và cách thức, thông qua đó và bằng cách đó, GV và HS lĩnh hội những hiện thực tự nhiên và xã hội xung quanh trong những điều kiện học tập cụ thể [39, tr 23]

- Nhiều tác giả coi PPDH là “tổ hợp các cách thức hoạt động” của thầy và trò trong quá trình dạy học, được tiến hành dưới vai trò chủ đạo của người thầy,

nhằm thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học [19, tr 230]

Để đi sâu vào bản chất của phương phương pháp dạy học và nêu rõ quan hệ

biện chứng giữa hoạt động dạy của thầy và hoạt động học của trò, tác giả Nguyễn

Ngọc Quang đã đưa ra định nghĩa: “Phương pháp dạy học là cách thức làm việc của

thầy trong sự phối hợp thống nhất dưới sự chỉ đạo của thầy, nhằm làm cho trò tự giác, tích cực, tự lực nhằm đạt tới mục đích học tập” [37, tr 69]

1.2.2 Phân loại

Các phương pháp dạy học rất phong phú, đa dạng, có tới hàng trăm các PPDH

đã được mô tả Và tất nhiên trong tương lai còn xuất hiện nhiều phương pháp mới

nữa Vì vậy việc phân loại các PPDH có nhiều cách khác nhau Việc phân loại PPDH là đề tài trung tâm của lí luận dạy học Cho tới nay vẫn chưa xây dựng được

một cơ sở phân loại chung nhất được mọi người thừa nhận Chúng tôi tổng hợp được một số cách phân loại tiêu biểu sau đây [6], [14], [19], [34]:

a) D ựa vào mục đích lí luận dạy học, chia các PPDH thành các nhóm: Nhóm

PPDH khi nghiên cứu tài liệu mới; nhóm PPDH khi củng cố, hoàn thiện, vận dụng

kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo; nhóm PPDH khi kiểm tra, đánh giá, và uốn nắn kiến

thức, kĩ năng, kĩ xảo

Cách phân loại này tuy nêu được một dấu hiệu quan trọng của PPDH, nhưng chưa đầy đủ, vì đây chỉ là một dấu hiệu dễ nhận biết của cấu trúc bên ngoài, của PPDH Do đó, cách phân loại này ít được nhắc tới

b) D ựa vào phương tiện truyền thông tin, chia PPDH thành 3 nhóm lớn:

phương pháp dùng lời; phương pháp trực quan, phương pháp thực hành Cách phân

loại này đơn giản, dễ sử dụng nhưng không biết cách tổ chức bên trong của PPDH

c) D ựa vào đặc trưng hoạt động nhận thức của học sinh, chia PPDH thành

5 nhóm: Giải thích - minh họa; tái hiện; trình bày nêu vấn đề; tìm tòi từng phần; nghiên cứu Cách phân loại này đã dựa vào cấu trúc bên trong của PPDH, nói được cách tổ chức logic của dạy học, nhưng chưa nhất quán

d) D ựa vào đồng thời cả 3 cơ sở: mục đích lí luận dạy học của các khâu của

quá trình dạy học; nguồn cung cấp kiến thức cho HS; và tính chất hoạt động trí lực

của HS

Dựa vào mục đích lí luận dạy học, các PPDH được chia thành 3 tập hợp lớn ( PPDH khi nghiên cứu tài liệu mới; PPDH khi củng cố, hoàn thiện, vận dụng kiến

thức, kĩ năng, kĩ xảo; PPDH khi kiểm tra, đánh giá, và uốn nắn kiến thức, kĩ năng,

kĩ xảo) Mỗi tập hợp trên lại phân thành 3 nhóm (phương pháp dùng lời; phương pháp trực quan, phương pháp thực hành) Mỗi nhóm PPDH gồm nhiều phương pháp mang tên gọi là tên của việc làm cụ thể của hoạt động dạy học (thuyết trình, đàm thoại, biểu diễn thí nghiệm…) Mỗi PPDH cụ thể có thể được tổ chức theo 3

kiểu cơ bản tùy theo kiểu nội dung và cách tổ chức logic lĩnh hội của HS (kiểu dạy

học thông báo – tái hiện; làm mẫu - bắt chước; nêu vấn đề ơrixtic)

e) Nh ững phương pháp dạy học cơ bản và những phương pháp dạy học

Các phương pháp dạy học phức hợp là sự phối hợp của một số phương pháp

và phương tiện dạy học, trong đó có một yếu tố giữ vai trò nòng cốt trung tâm, liên

kết các yếu tố còn lại thành một hệ thống nhất về phương pháp, nhằm tạo ra hiệu ứng tích hợp và cộng hưởng về phương pháp của toàn hệ, nâng cao chất lượng lĩnh

hội lên nhiều lần Một số phương pháp dạy học phức hợp là: dạy học nêu vấn đề -

ơrixtic (dạy học đặt và giải quyết vấn đề), dạy học chương trình hóa, phương pháp

grap d ạy học, phương pháp algorit dạy học, dạy học với công cụ máy tính điện tử

1.2.3 Phương pháp grap dạy học [11], [14], [22], [27], [41]

Từ năm 1970, Giáo sư Nguyễn Ngọc Quang cùng các cộng sự đã triển khai nghiên cứu thực hiện vận dụng lí thuyết grap của toán học, chuyển hóa nó thành PPDH

Grap 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

1.2.3.1 Cách xây d ựng grap nội dung dạy học

a) Nguyên t ắc cơ bản: 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), đặt chúng vào đỉnh của grap Nối các đỉnh với nhau bằng những cung theo logic dẫn

xuất, tức là theo sự phát triển bên trong của nó

Nguyên tắc này cho ta thấy cách thiết lập grap 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

b) Khi xây d ựng một grap cần chú ý các yêu cầu sau:

- Grap ph ải đảm bảo tính chính xác

N ội dung trình bày trong grap phải là nội dung chính xác để đảm bảo độ tin

c ậy về tri thức Tuy nhiên, độ rộng của tri thức phụ thuộc vào đối tượng tiếp

nhận tri thức đó

- Grap ph ải đảm bảo tính khoa học

Tính khoa học được thể hiện ở sự sắp xếp các đỉnh và cung sao cho có hệ

thống, dễ hiểu, dễ trình bày

- Grap ph ải đảm bảo tính sư phạm

Nguyên tắc này phản ánh mối quan hệ giữa dạy và học Sơ đồ được xây

dựng phải giúp tổ chức được hoạt động, đồng thời dễ nhớ, dễ hiểu

- Grap ph ải đảm bảo tính phù hợp

Nguyên tắc này thể hiện ở mức độ phức tạp và độ rộng, có sự phù hợp với

lứa tuổi

- Grap ph ải đảm bảo tình thẩm mỹ

Thể hiện ở sự cân đối và hợp lí Có thể sử dụng màu sắc, hình ảnh động để thay thế chữ viết sao cho phù hợp, đẹp mắt, giúp người học tập trung sự chú ý

c) Algorit c ủa việc lập grap nội dung dạy học

Bước 1 Tổ chức các đỉnh: gồm các công việc chính sau:

- Chọn kiến thức chốt, tối thiểu, cần và đủ

- Mã hóa chúng cho thật xúc tích, có thể dùng kí hiệu qui 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 grap

- Làm cho grap trung thành với nội dung được mô hình hóa về cấu trúc logic, nhưng lại giúp cho HS lĩnh hội dễ dàng nội dung đó và nó phải đảm bảo yêu

cầu mỹ thuật về hình thức trình bày

Ví dụ: grap hóa định nghĩa khái niệm oxit

Hình 1.1 Grap hóa khái ni ệm oxit

1.2.3.2 V ận dụng phương pháp grap vào bài toán hóa học

Oxit

Là hợp chất

Gồm hai nguyên tố

Có oxi

Phương pháp grap 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)

a) L ập grap của đầu bài toán

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

điều kiện bài toán (cái cho); những yêu cầu (cái tìm) của đầu bài toán; những mối liên hệ tương tác giữa chúng

Cách l ập grap đầu bài toán

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

- Mã hóa chúng theo một qui 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 bên trái, cái cần tìm nằm phía bên phải

- Lập cung: Nối các đại lượng lại với nhau bằng các mũi tên, tùy theo

mối quan hệ giữa chúng

b) Grap thô và grap đủ đầu bài toán

Thông thường trong đầu bài toán, người ta chỉ cho những điều kiện tối thiểu cần thiết, được ghi thành lời văn của bài toán Muốn giải bài toán, người giải còn phải biết phát hiện ra những điều kiện tiềm ẩn không ghi vào lời văn của bài toán, bổ sung chúng vào đầu bài và phát biểu lại bài toán ban đầu Do đó khi lập grap của đầu bài toán ta sẽ có hai loại grap:

- Grap thô chỉ chứa những dữ kiện tường minh được ghi trong lời văn

của bài toán ban đầu

- Grap đủ chứa tất cả những dữ kiện tường minh và ẩn, cần và đủ để

giải bài toán

Thí dụ: cho lượng của hợp chất AxBy, tính mA của nguyên tố A chứa trong đó

Grap thô AxBy m mA

Grap đủ

αA

AxBy m mA

αB

Hình 1.2 Grap thô và grap đủ của bài toán tìm mA trong h ợp chất A x B y

c) L ập grap giải của bài toán hóa học

Grap 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 đến đáp số

Mỗi bài toán thường có nhiều cách giải, do đó nó có thể có nhiều grap

giải tương ứng

Cách l ập grap giải của bài toán: Qui trình gồm các bước sau:

- Xác định nội dung các đỉnh: đó là các số liệu nằm trong thành phần

của những điều kiện tường minh và ẩn cần 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

- Mã hóa chúng

- Dựng đỉnh

- Lập cung

Ví dụ

- Grap giải đầy đủ (của bài toán thí dụ ở trên)

Hình 1.3 Grap gi ải của bài toán tìm mA trong h ợp chất Ax B y

- Grap giải đơn giản hóa

đi tới đáp số Đó là algorit của chương trình giải

Grap giải và algorit giải gắn bó hữu cơ với nhau, grap là cơ sở khách quan để xác định algorit tương ứng của nó

Như vậy, grap dạy học vừa khái quát - trừu tượng, vừa cụ thể - trực quan

Nó khái quát vì nó chỉ thâu tóm những yếu tố cơ bản chủ yếu của nội dung Nó trực quan và cụ thể vì nó được trình bày dưới dạng một mô hình hình học, các mối quan

hệ phức tạp, các yếu tố tiềm ẩn đều nổi lên cụ thể rõ ràng trong grap Đỉnh và cung

của grap là cái cụ thể, nhưng chứa đựng bên trong của chúng một nội dung phức

tạp, phong phú và trừu tượng

Dạy học bằng grap là một phương pháp mới chuyên biệt và có thể áp

dụng tốt ở các kiểu bài lên lớp (nghiên cứu tài liệu mới, ôn tập, luyện tập và thực hành hóa học) Đặc biệt có thể áp dụng tốt vào bài tập hóa học Phương pháp giải bài toán hóa học theo phương pháp grap có thể chỉ ra cho HS: biết được việc giải bài tập phải qua những bước nào, giai đoạn nào; biết được mối liên hệ giữa các sự

kiện, giữa các định luật với kết quả cần tìm; grap đầu bài và grap giải thể hiện một cách trực quan và khái quát hóa vấn đề, giúp HS định hướng rõ ràng, tránh tâm

trạng phân tán, giúp HS tái hiện kiến thức rõ ràng hơn và áp dụng có hiệu quả hơn

Như chúng ta đã biết, dạy học là một hoạt động rất phức tạp Lí thuyết grap có thể giúp GV 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 chỗ công nghệ hóa một cách

hiện đại quá trình dạy học vốn quen với phong cách triển khai bằng trực giác và kinh nghiệm

1.2.4 Phương pháp algorit dạy học [11], [13], [22]

Nếu grap cho phép mô tả cấu trúc của hoạt động thì algorit cung cấp phương

tiện điều khiển hoạt động đó và tự điều khiển bản thân trong quá trình hoạt động

1.2.4.1 Khái ni ệm algorit

a) Khái ni ệm: Algorit thường được hiểu là bản ghi chính xác, tường minh

tập hợp những thao tác sơ đẳng, đơn trị theo một trình tự nhất định (tùy mỗi trường

hợp cụ thể) để giải quyết bất kì vấn đề nào thuộc cùng một loại hay kiểu

Định nghĩa này không mang tính chính xác khoa học nhưng nêu lên khá rõ

bản chất của khái niệm

Ví dụ: Trong các chất sau, chất nào là oxit?

A H2SO4 C N2

B Al2O3 D HCl

Căn cứ vào grap nội dung của khái niệm oxit, ta có thể soạn được algorit

nhận biết oxit theo hai dạng sau:

- Algorit giải (dạng dùng lời):

Thao tác 1: có phải là hợp chất không?

Nếu đúng: chuyển sang 2

Nếu sai: không phải là oxit!

Thao tác 2: Phân tử có hai nguyên tố không?

Nếu đúng: chuyển sang 3

Nếu sai: không phải là oxit!

Thao tác 3: một nguyên tố trong số đó có phải là oxi không?

Nếu đúng: chất đó là oxit

Nếu sai: không phải là oxit!

- Algorit giải (dạng sơ đồ)

Hình 1.4 Sơ đồ - bloc của algorit nhận biết oxit

b) Hai ki ểu algorit dạy học

- Algorit nhận biết: Đó là algorit dẫn tới kết quả là sự phán đoán kiểu x thuộc A (A - một loại nào đó; x - đối tượng nhận biết)

- Algorit biến đổi: Tất cả những algorit không phải là algorit nhận biết thì đều thuộc algorit biến đối Trong một algorit biến đổi có thể chứa đựng những thao tác (thậm chí cả algorit) nhận biết Ngược lại, một algorit nhận biết có thể bao gồm

những thao tác hoặc algorit biến đổi

1.2.4.2 Ba khái ni ệm cơ bản của tiếp cận algorit

a) Mô t ả algorit

Đối với một hoạt động mà ta muốn algorit hóa, trước hết cần phải phát hiện

ra cấu trúc của hoạt động đó và mô hình hóa cấu trúc đó Chẳng hạn, giải bài toán quen thuộc: “cho lượng m của hợp chất AxBy Tính lượng mA của nguyên tố A

chứa trong đó Ta có thể mô tả algorit giải bài toán bằng grap

(I) pA (II) (III) (IV)

Hình 1.5 Mô t ả algorit giải bài toán bằng grap

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 được bất cứ bài toán nào nhưng nó là cơ sở xuất phát của quá trình algorit hóa

Bản ghi algorit còn là công cụ điều khiển cho chủ thể khi chấp hành những

mệnh lệnh được chốt lại trong đó, tức là điều khiển tư duy, thao tác,…

c) Quá trình algorit c ủa hoạt động

Dựa trên sự hướng dẫn khách quan của bản ghi algorit, người giải bài toán

chỉ việc chấp hành chính xác những mệnh lệnh trong bản ghi đó và đi tới đáp số

một cách chắc chắn Đó chính là algorit của quá trình hoạt động hay quá trình hoạt động theo algorit

1.2.4.3 Nh ững nét đặc trưng cơ bản của algorit dạy học

Algorit có ba đặc trưng cơ bản sau đây

a) Tính xác định

Những mệnh lệnh phải thực hiện, những thao tác ghi trong algorit phải đơn

trị, nghĩa là hoàn toàn xác định (có hay không, đúng hay sai…) 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 thao tác dạy học sơ đẳng, ai cũng thực hiện đúng và dễ dàng như nhau

b) 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,…Không ai hoài công lập algorit cho một hoạt động riêng biệt

chỉ xảy ra vài lần

c) Tính hi ệu quả

Tính chất algorit là đối cựa với tính chất ơrixtic Nếu sử dụng phương pháp algorit chắc chắn sẽ chỉ dẫn đấn thành công, xác xuất đạt kết quả của nó về lí thuyết

là p2 = 1 Đó là vì algorit là mô hình cấu trúc đã biết của hoạt động, là bản ghi các

mệnh lệnh thao tác để thực hiện, là quá trình triển khai chính xác những mệnh lệnh

đó

1.2.4.4 Áp d ụng phương pháp algorit dạy học trong thực tế dạy học ở trường phổ thông

Trong quá trình dạy học hóa học ở trường phổ thông, sử dụng bài tập hóa

học là việc làm hiệu quả và không thể thiếu để nâng cao khả năng tư duy, suy luận logic của HS, đồng thời cũng giúp HS nắm vững lý thuyết, vận dụng một cách thành thạo, áp dụng lý thuyết trong hoàn cảnh cụ thể của thực thiễn Việc giải bài

tập ở phổ thông không phải bao giờ cũng là dễ dàng đối với mọi đối tượng HS Ngay cả với những HS khá, giỏi cũng cần phải rèn luyện một cách có kế hoạch về phương pháp giải Và tất nhiên, với những HS trung bình, yếu thì yêu cầu đó lại càng trở nên bức thiết

Một trong những cách để cung cấp, hướng dẫn HS giải các dạng BTHH ở

phổ thông là dùng phương pháp algorit Với ý nghĩa là một bảng ghi tường minh, chính xác, trình bày các bước giải đơn trị và chắc chắn đi đến kết quả đúng Phương pháp dạy học grap và algorit có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với HS có khả năng

tu duy thấp và có chức năng định hướng chó các HS khá, giỏi

a) Ba bước cần thực hiện khi dạy cho HS phương pháp algorit

Muốn dạy cho HS phương pháp algorit, ta phải thực hiện ba bước, phản ánh

nội dung của ba 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 grap (grap hóa cấu trúc của hoạt động)

- Chốt lại qui trình các thao tác của hoạt động bằng cách lập bản ghi algorit dưới dạng bằng lời hoặc sơ đồ blốc

- Giúp cho HS triển khai quá trình hoạt động dựa theo algorit

Giúp HS kiểm tra sự đúng đắn của việc giải

Một khi HS đã có kĩ năng sử dụng algorit để giải quyết những bài toán cụ

thể, các em sẽ có thói quen tư duy và hành động theo kiểu algorit

b) Trong th ực tế dạy học ở trường phổ thông, phương pháp algorit

thường được sử dụng trong việc giải các bài tập định tính và giải các bài toán hóa

học kết hợp với phương pháp grap Việc HS giải bài toán hóa học theo phương pháp algorit thường được tiến hành theo bốn bước sau:

- Tìm hiểu điều kiện bài toán

- Lập kế hoạch giải bài toán

- Thực hiện việc giải

- Kiểm tra sự đúng đắn của việc giải

Hình 1.6 Sơ đồ mối liên hệ giữa các bước giải

Tìm hiểu Lập kế hoạch Thực hiện Kiểm tra

Như vậy: Algorit có tác dụng rất lớn đối với việc dạy BTHH nói riêng và

giảng dạy môn Hóa học nói chung Đặc biệt với HS có lực học trung bình và yếu thì

dạy BTHH theo algorit rất hiệu quả

- Cung cấp hướng giải đúng, tránh tình trạng mò mẫm, không có định hướng trước

- Từ một bài tập hay một ví dụ của GV, HS có thể vận dụng cho nhiều

dạng bài tương tự nhau

- Giúp HS làm việc có hệ thống, biết cách sử dụng hình ảnh trực quan để làm cho bài toán trở nên sinh động, dễ hiểu, tránh nhầm lẫn khi giải

- Giúp HS biết khai thác, sử dụng dữ kiện đề bài một cách hợp lí

Tuy nhiên, algorit không phải là công cụ vạn năng, không được áp dụng rập khuôn algorit vào mọi bài toán mà quên đi đặc điểm riêng của bài toán đó Algorit

dù hay đến đâu thì cũng không thể áp dụng cho mọi trường hợp Algorit dạy học bao gồm các thao tác cụ thể, khoa học theo trình tự nhất định, hỗ trợ HS tư duy, nhưng bản thân nó cũng có tình hai mặt, và sẽ bộc lộ nhược điểm nếu như GV sử

- Triển khai quá trình hoạt động dựa theo algorit

b) P hương pháp algorit giúp phát huy tính tích cực, tư duy có định hướng của HS

Có ý kiến cho rằng: các algorit có sẵn rập khuôn như vậy sẽ không phát huy tính tích cực của HS Thực ra, trong phần các đặc trưng của algorit đã cho ta biết, algorit lập ra không chỉ để giải một bài toán riêng biệt mà là cho một dạng toán, nó bao gồm các bước đi mà người giải toán phải tiến hành để đi đến kết quả Những

bản ghi đó chỉ có tính định hướng giải một dạng toán chứ không phải là một bài giải

cụ thể, nó giúp người giải không cảm thấy khó khăn khi đứng trước một bài toán,

mà muốn giải nó, người giải cũng phải tư duy, suy luận áp dụng cho bài toán cụ thể

Và cứ như vậy, tư duy của HS sẽ phát triển sau mỗi lần giải một bài cụ thể Nghĩa là các phương pháp giải những bài toán hóa học được cụ thể hóa bằng các algorit, mang lại lợi ích thiết thực cụ thể nhất Đó là đi đến kết quả bài toán chính xác, nhanh chóng, tránh mò mẫm, mất nhiều thời gian Điều này sẽ giúp động viên về

mặt tinh thần đối với từng đối tượng HS khác nhau:

- Học sinh khá giỏi: có được kết quả nhanh, chính xác, đỡ mất thời gian,

từ đó có thể nghĩ đến những cách giải khác

- Học sinh yếu, kém: bản thân các em sẽ có được niềm tin trong học tập hơn, các em sẽ được động viên, khích lệ, từ đó giúp các em hình thành được ý thức

học tập tốt hơn

c) Hình thành phương pháp chung, phổ biến của tư duy khoa học và

ho ạt động có mục đích Từ đó giúp HS là quen với phương pháp làm việc mà trong đó có qui địng rõ các công việc cần tiến hành theo trình tự chặt chẽ

Bản ghi algorit vừa là công cụ điều khiển hoạt động vừa là công cụ tự điều khiển cho người dùng algorit triển khai hoạt động Nói một cách khác, ban đầu algorit được lập ra là để điều khiển hoạt động của người giải theo bản ghi các thao tác có sẵn có tính chất rập khuôn máy móc Nếu chỉ hiểu đến khía cạnh này thì phương pháp algorit dạy học không thể nào phát huy được tính tích cực của HS mà ngược lại còn làm cho HS càng thêm thụ động Vậy có nghĩa là phương pháp algorit

dạy học không phải là phương pháp dạy học hiệu quả, tích cực, do vậy chúng ta không nên sử dụng chăng?

Cần hiểu đầy đủ là: Đó chỉ là những tác dụng ban đầu của phương pháp algorit Thực tế, chính từ những thói quen làm việc luôn có mục đích, có kế hoạch, đặc biệt là tư duy logic khoa học được phát triển Từ đó sẽ giúp cho HS phát triển năng lực tự học Trong quá trình tự học, các em sẽ hình thành nên algorit ơrixtic

kiến thức (algorit của quá trình tìm kiếm) khác sáng tạo hơn, hiệu quả hơn để giải quyết vấn đề trong các tình huống có vấn đề do GV hoặc do cuộc sống, sản xuất đặt

ra mà không hề rập khuôn, máy móc

Mặt khác, các thói quen làm việc theo các quy tắc chặt chẽ sẽ giúp hình thành nhân cách toàn diện cho HS, hình thành nên thế giới quan duy vật biện chứng cho các em: khi làm việc phải luôn biết tôn trọng các quy định có sẵn (các quy luật khách quan của tự nhiên và xã hội) thì các công việc sẽ có kết quả tốt hơn

Trước đây và hiện nay có nhiều ý kiến trái ngược nhau khi dạy học theo phương pháp algorit Có ý kiến cho rằng, algorit sẽ giết chết khả năng tư duy, sáng

tạo của HS, nó hình thành cho HS lối suy nghĩ tiêu cực, ỷ lại, rập khuôn Lại có ý

kiến cho rằng, algorit là một phương tiện hiệu quả để HS giải tốt các bài tập nói riêng và kiến thức hóa học nói chung

Quan điểm của chúng tôi là bất kì phương pháp dạy nào cũng có ưu điểm

và nhược điểm riêng Do đó mà người GV đóng vai trò hết sức quan trọng trong

việc sử dụng nó, phải biết khéo léo áp dụng vào hoàn cảnh, tình huống thích hợp để phát huy tối đa ưu điểm và hạn chế đến mức thấp nhất các nhược điểm mà nó gây nên Chính sự vận dụng các phương pháp dạy học vào thực tế dạy học của các GV khác nhau là không giống nhau đã làm nên phong cách riêng biệt của mỗi GV mà người khác không thể sao chép được Phương pháp algorit không phải là phương pháp vạn năng, nhưng theo chúng tôi, GV có thể sử dụng nó cho mọi đối tượng HS

Có điều, với mỗi đối tượng HS thì mức độ sử dụng, thời gian, thời điểm sử dụng

phải khác nhau, có như vậy mới phát huy hết tác dụng của phương pháp algorit, hạn

chế được mặt yếu của nó

1.3 Bài tập hóa học

1.3.1 Khái niệm về BTHH và bài toán hóa học

Trong thực tiễn dạy học cũng như trong các tài liệu giảng dạy, thuật ngữ “bài

tập”, “bài tập hóa học” được sử dụng cùng các thuật ngữ “bài toán”, “bài toán hóa

học”

Theo Từ điển tiếng Việt [22, tr 27], “bài tập” và “bài toán” được giải nghĩa khác nhau hẳn: bài tập là bài ra cho HS làm để tập vận dụng những điều đã học, bài toán là vấn đề cần giải quyết bằng phương pháp khoa học

Trong một số tài liệu về lí luận dạy học [17], [18], [36], [48], [49], [51] thuật

ngữ “bài toán hóa học” được dùng để chỉ những bài tập định lượng (có tính toán),

trong đó HS phải thực hiện những phép toán nhất định Theo đó, “bài toán hóa học” được định nghĩa: “là hệ thông tin xác định, bao gồm những điều kiện và những yêu

cầu luôn luôn không phù hợp (mâu thuẫn) với nhau, dẫn tới nhu cầu phải khắc phục

bằng cách biến đổi chúng” [37, tr 114], các tài liệu trên không đưa ra định nghĩa về bài tập hóa học

Theo M.V Zueva: “bài tập là một dạng bài làm gồm những bài toán, những câu hỏi hay Đồng thời cả bài toán và câu hỏi mà trong khi hoàn thành chúng HS

nắm được một tri thức, một kĩ năng nhất định hoặc hoàn thiện chúng” [63, tr 19]

Với cách dùng tên sách: “bài tập hóa học 10”, “bài tập hóa học 11”… như hiện nay thì thuật ngữ “bài tập” cũng được xem tương đồng với quan niệm trên

Tóm lại, theo chúng tôi thì thuật ngữ “bài tập hóa học” chung hơn khái niệm “bài toán hóa học”, nó bao hàm cả khái niệm hóa học Và có thể coi bài tập hóa học là

một vấn đề học tập được giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm hóa học trên cơ sở khái niệm, định luật, học thuyết và phương pháp hóa

học

1.3.2 Phân loại bài tập hóa học

Trong nhiều tài liệu về phương pháp giảng dạy hóa học, các tác giả phân loại BTHH theo những cách khác nhau, dựa trên những cơ sở khác nhau Vì vậy cần có cách nhìn tổng quát về các dạng bài tập dựa vào việc nắm chắc các cơ sở phân loại Theo tác giả Cao Thị Thặng [24] thì có thể phân loại BTHH dựa vào các cơ sở sau:

- Dựa vào hình thái hoạt động của HS khi giải bài tập, chia bài tập thành bài tập lí thuyết và bài tập thực nghiệm

- Dựa vào tính chất của bài tập, chia bài tập thành bài tập định tính và bài

tập định lượng

- Dựa vào nội dung của bài tập, có thể chia thành

+ Bài tập hóa đại cương: bài tập về dung dịch, bài tập về điện phân… + Bài tập hóa vô cơ: bài tập về kim loại, phi kim, các loại hợp chất oxit, bazơ, muối…

+ Bài tập hóa hữu cơ: bài tập về hidrocacbon, ancol, anđehit, este…

- Dựa vào khống lượng kiến thức hay mức độ đơn giản hoặc phức tạp, có

thể chia thành bài tập cơ bản và bài tập tổng hợp

- Dựa vào kiểu bài hoặc dạng bài, có thể chia thành: bài tập xác định CTPT của hợp chất, tính thành phần phần trăm của hỗn hợp, nhận biết, tách các chất

ra khỏi hỗn hợp, điều chế…

- Dựa vào chức năng của bài tập có thể chia thành: bài tập kiểm tra khả năng hiểu và nhớ, bài tập rèn luyện tư duy khoa học

- Dựa vào mục đích dạy học, chia bài tập thành: bài tập để hình thành

kiến thức mới, bài tập để rèn luyện, củng cố kĩ năng, kĩ xảo, bài tập kiểm tra đ1nh giá

- Dựa vào hoạt động nhận thức của HS trong quá trình tìm kiếm lời giải,

có thể phân loại BTHH thành bài tập cơ bản và bài tập phức hợp

- Dựa vào phương pháp hình thành kĩ năng giải bài tập, có thể phân chia BTHH thành: bài tập mẫu, bài tập tương tự xuôi ngược, bài tập có biến đổi và bài

tập tổng hợp [42]

Tất nhiên, giữa các cách phân loại chỉ là tương đối, không có ranh giới rõ rệt

vì trong bất kì loại bài tập nào của cách phân loại này cũng chứa đựng một vài yếu

tố của một hay nhiều bài tập của cách phân loại khác Mỗi cách phân loại bài tập ở trên đều có những mặt mạnh và yếu của nó, mỗi cách phân loại đều nhằm phục vụ cho những mục đích nhất định và cho đến nay vẫn chưa có sự thống nhất nào về tiêu chuẩn phân loại BTHH

Khi phân loại chi tiết BTHH ở trường phổ thông, tác giả Nguyễn Xuân Trường đã đưa ra cách phân loại như sau [31]:

Hình 1.7 Phân lo ại chi tiết BTHH

Cách phân loại này đơn giản và phù hợp trong phạm vi đề tài nghiên cứu

của chúng tôi Vì vậy chúng tôi sẽ sử dụng cách phân loại này trong quá trình thực

1.3.3 Tác dụng của bài tập hóa học [51], [42], [39]

BTHH là phương tiện cơ bản để dạy HS tập vận dụng các kiến thức hóa học vào thực tế đời sống, sản xuất và tập nghiên cứu khoa học Kiến thức mà HS tiếp thu được chỉ có ích khi được sử dụng nó Phương pháp luyện tập thông qua việc sử

dụng BTHH là một phương pháp quan trọng nhất để nâng cao chất lượng học tập bộ môn Đối với HS, giải bài tập là một phương pháp học tập tích cực BTHH có tác

dụng:

a) Rèn cho HS khả năng vận dụng được các kiến thức đã học, biến những

kiến thức tiếp thu được qua bài giảng của thầy thành kiến thức của chính mình Một khi được vận dụng thì chắc chắn kiến thức đó sẽ nhớ rất lâu

b) BTHH là một trong những nguồn để hình thành kiến thức, kĩ năng mới cho HS, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú, hấp

dẫn Chỉ có vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập thì HS mới nắm vững kiến thức

một cách sâu sắc Ví dụ, sau khi học tính chất của nhôm, các hợp chất của nhôm, các em sẽ nhớ bài rất lâu khi vận dụng các kiến thức đã học để giải thích tại sao không dùng chậu nhôm để đựng vôi, làm chậu rửa chén? Tại sao phèn chua là làm trong nước?

c) Ôn tập củng cố và hệ thống hóa kiến thức một cách thuận lợi nhất trong khi ôn tập, nếu chỉ đơn thuần nhắc lại kiến thức, HS sẽ nhàm chán vì không có gì

mới, hấp dẫn Thực tế thì HS khá giỏi chỉ thích giải bài tập trong giờ ôn tập

d) Rèn luyện được kĩ năng cần thiết về hóa học như cân bằng phương trình

phản ứng, kĩ năng tính toán theo công thức hóa học, phương trình hóa học, kĩ năng

thực hành,… góp phần vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp, rèn luyện kĩ năng sử

dụng ngôn ngữ hóa học và các thao tác tư duy cho HS

e) Phát triển năng lực nhận thức, tư duy và trí thông minh cho HS Trong quá trình giải BTHH, HS phải thực hiện các thao tác tư duy để tái hiện kiến thức cũ, tìm ra mối liên hệ bản chất giữa các sự vật và hiện tượng HS phải phân tích, tổng

hợp, phán đoán, suy luận để tìm ra lời giải Nhờ vậy, tư duy của HS được phát triển

và năng lực làm việc độc lập của HS được nâng cao Một số bài tập ngoài cách giải thông thường còn có cách giải độc đáo, thông minh, rất ngắn gọn mà lại chính xác

Đưa ra một bài tập có nhiều cách giải, yêu cầu HS giải bằng nhiều cách, tìm những cách giải ngắn nhất, hay nhất là một cách rèn luyện trí thông minh cho các em

f) Giáo dục tư tưởng, đạo đức như rèn luyện tính kiên nhẫn, trung thực, sáng tạo, chính xác, khoa học

1.3.4 Giải bài tập hóa học

1.3.4.1 Cơ chế của việc giải bài tập hóa học [37]

Giải BTHH thực chất là quá trình tìm cách khắc phục sự không phù hợp

hoặc mâu thuẫn giữa các điều kiện và các yêu cầu của bài tập, biến đổi chúng để

cuối cùng đưa chúng đến sự thống nhất

Cơ chế của phép giải thực chất là quá trình biến đổi bài toán ban đầu thành

một chuỗi liên tiếp các bài toán trung gian sơ đẳng hơn, cơ bản hơn cho đến khi

khắc phục được mâu thuẫn giữa điều kiện và yêu cầu của bài tập

1.3.4.2 Quá trình giải bài tập hóa học

BTHH có thể được xem là một vấn đề học tập, do đó quá trình giải BTHH tương tự với quá trình giải quyết vấn đề chung, đồng thời cũng mang những nét đặc trưng riêng của BTHH

Quá trình giải BTHH thường gồm 4 giai đoạn cơ bản sau [18], [36], [21]:

a) Nghiên c ứu đầu bài

- Đổi các giả thuyết không cơ bản thành các giả thuyết cơ bản

b) Xây d ựng tiến trình luận giải, tìm các hướng giải

Đây là giai đoạn quan trọng nhất trong quá trình giải bài tập Thực chất

của giai đoạn này là tìm con đường đi ngược từ cái cần tìm đến cái đã cho (suy luận ngược), bằng cách xét một loạt các bài toán phụ liên quan Tính logic của bài giải

có chặt chẽ hay không là ở giai đoạn này Nếu GV biết rèn luyện cho HS tự xây

dựng được một tiến trình luận giải tốt, tức là GV đã dạy HS bằng giải toán, thông qua đó, HS không chỉ nắm vững kiến thức, biết cách giải mà còn có được một cách

thức suy luận, lập luận để giải quyết bất kì một bài toán nào khác (một vấn đề khác) Điều này được thể hiện thông qua một số dạng câu hỏi (GV gợi ý, sau đó tập

dần cho HS tự đặt câu hỏi) như sau:

- Để có được điều này (cái cần tìm) cần đi từ dữ kiện nào? Thông qua công thức nào? Hay thông qua phương trình hóa học nào? Đây là bài toán cơ bản đầu tiên trong dãy bài toán phụ liên quan

- Dữ kiện cần tìm đó đã có chưa? Đề bài đã cho trực tiếp chưa? Hay gián tiếp thông qua một dữ kiện khác? Đây là bài toán cơ bản thứ hai

- Nếu dữ kiện này chưa có thì có thể tím nó ở những dữ kiện nào? Thông qua công thức hay những phương trình phản ứng nào? Bài toán cơ bản thứ

ba

Cứ lập luận tương tự như thế (lý luận giật lùi), cuối cùng HS sẽ xây

dựng được một tiến trình luận giải ngược từ cái cần tìm đến cái đã cho

Như vậy, trong quá trình luận giải ta thấy ngay trong bước suy luận đầu tiên, yêu cầu trước hết là HS phải nắm được các công thức tính cơ bản và viết được các phương trình phản ứng xảy ra giữa các chất cho trong đầu bài

c) Th ực hiện tiến trình giải

Quá trình này ngược với quá trình luận giải, mà thực chất là trình bày lời

giải một cách tường minh từ giả thuyết cho đến cái cần tìm (có thể bằng tính toán hay lập luận) Với các bài tập định lượng, phần lớn là đặt ẩn số, dựa vào mối tương quan giữa các ẩn số để lập phương trình Giải phương trình hay hệ phương trình và

biện luận kết quả (nếu cần)

d) Ki ểm tra đánh giá việc giải

Bằng cách khảo sát lời giải đã tìm được, kiểm tra lại kết quả và toàn bộ quá trình giải Có thể đi đến kết quả bằng cách khác hay không? Tối ưu hay không? Tính đặc biệt của bài toán là gì?

Trên thực tế, ngay trả với HS giỏi, sau khi tìm ra cách giải và trình bày

lập luận của mình là xem như việc giải đã kết thúc Như vậy là họ đã bỏ mất một