2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu: Các nghiên cứu về đổi mới giáo dục theo định hướng phát triển năng lực cũng đã được nhiều nhà giáo dục, nhiều nghiên cứu sinh, học viên cao học… quan tâm nghiên cứu. Điều đó được thể hiện qua các công trình nghiên cứu của các chuyên gia nghiên cứu của Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam như nhóm nghiên cứu của tác giả Nguyễn Minh Phương (2007), Tổng quan về các khung năng lực cần đạt ở HS trong mục tiêu giáo dục phổ thông. Đề tài nghiên cứu khoa học của Viện khoa học giáo dục Việt Nam… Xây dựng và sử dụng BTNT nhằm phát huy tính tích cực trong DH những nội dung liên quan đến phản ứng oxi hoá khử ở trường phổ thông, luận án tiến sỹ giáo dục học của tác giả Đỗ Thị Thuý Hằng (2006) với đề tài: “Xây dựng và sử dụng BTNT nhằm phát huy tính tích cực dạy học những nội dung liên quan đến phản ứng oxi hoá khử ở trường phổ thông”. Tác giả đã có những tìm tòi, phát hiện ban đầu về BTNT và bước đầu đưa ra cách xây dựng và sử dụng BTNT trong DH phần oxi hoá khử. Và gần đây là nghiên cứu của nghiên cứu sinh Trần Ngọc Huy (2015) về đề tài: Xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức nhằm phát triển năng lực GQVĐ, năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua dạy học phần hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao. Tác giả đã tập trung nghiên cứu làm rõ cơ sở của việc phát triển năng lực GQVĐ và năng lực sáng tạo cho HS đó là “Bài toán nhận thức”. Tuy nhiên các nghiên cứu đó chưa đi sâu vào việc phân tích, mô tả cấu trúc năng lực, khung năng lực và tiêu chí của các năng lực đó. Vấn đề phát triển năng lực cho sinh viên các trường Đại học đã được quan tâm nhiều năm qua ở nước ta đặc biệt là SV các trường ĐHSP. Một số công trình tập trung vào việc nghiên cứu phát triển năng lực cho sinh viên Sư phạm như luận án Tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thị Kim Ánh “Rèn luyện kỹ năng DH theo hướng tăng cường năng lực tự học, tự nghiên cứu của sinh viên khoa Hóa học ngành sư phạm ở các trường đại học” với việc thiết kế giáo trình điện tử để làm tài liệu tự học, tự nghiên cứu đồng thời áp dụng PPDH vi mô để rèn luyện các kĩ năng DH, đặc biệt là các kỹ năng thí nghiệm. Như vậy đề tài: “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua bài toán nhận thức chương Nitơ Photpho hóa học 11 THPT” được tác giả nghiên cứu có sự kế thừa và phát triển của các nghiên cứu trước đây về năng lực tự học, năng lực GQVĐ, năng lực sáng tạo, năng lực vận dụng kiến thức,… phù hợp với việc đổi mới PPDH nhưng không có sự trùng lặp và hoàn toàn phù hợp với xu hướng đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục Việt Nam. Đó chính là ý nghĩa khoa học và thực tiễn mà luận văn mong muốn xây dựng. 3. Mục đích nghiên cứu Xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức (BTNT) hóa học chương “Nitơ Photpho” nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS, góp phần đổi mới PP dạy và học hóa học ở trường THPT theo định hướng phát triển năng lực.
Trang 1MỞ ĐẦU
1 Lí do chọn đề tài
Chúng ta đang sống ở thế kỉ 21 thế kỉ của tri thức, công nghệ và xu hướng toàn cầu hóa Giáo dục với ba chức năng nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực và bồi dưỡng nhân tài - đứng trước những cơ hội vàthách thức mới đòi hỏi cần phải có sự chuyển biến kịp thời, phù hợp với xu hướng chung đó
-Để đạt được điều đó, Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI đã khẳng định "Đổi mới chương trình, nội dung, phương pháp dạy và học, phương pháp thi, kiểm tra theo hướng hiện đại; nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, đặc biệt coi trọng giáo dục lý tưởng, giáo dục truyền thống lịch sử cách mạng, đạo đức, lối sống, năng lực sáng tạo, kỹ năng thực hành, tác phong công nghiệp, ý thức trách nhiệm xã hội".
Nghị quyết này được cụ thể hóa bằng chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2011 – 2020 với mục tiêu tổng
quát đến năm 2020, “nền giáo dục nước ta được đổi mới căn bản và toàn diện theo hướng chuẩn hoá, hiện đại hoá, xã hội hoá, dân chủ hóa và hội nhập quốc tế”.
Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo xác định
“Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học”.
Vậy muốn hình thành cho người học năng lực phổ thông (literacy) chúng ta phải xuất phát từ các
vấn đề mà nhu cầu thực tiễn cần phải giải quyết và lợi ích của nó phục vụ chính cho người học, phục vụ chonhu cầu phát triển của xã hội
Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dungsang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm đến việc học sinh (HS) học được cái gì đếnchỗ quan tâm HS vận dụng được cái gì qua việc học Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiệnthành công việc chuyển từ PPDH theo lối "truyền thụ một chiều" sang dạy cách học, cách vận dụng kiếnthức, rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực và phẩm chất; đồng thời phải chuyển cách đánh giá kết quảgiáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề,coi trọng cả kiểm tra đánh giá kết quả học tập với kiểm tra đánh giá trong quá trình học tập để có thể tácđộng kịp thời nhằm nâng cao chất lượng của các hoạt động DH và giáo dục
Trong nhà trường phổ thông môn học Hóa học là môn khoa học vừa lý thuyết vừa thực nghiệm Vìvậy, Hóa học là môn khoa học cơ bản, góp phần cùng các môn khoa học khác hình thành n ăng lực phổ thôngcho người học Tuy nhiên việc DH hiện nay vẫn còn nặng về lý thuyết chưa chú trọng đến thực hành và vậndụng kiến thức HS khi học môn hóa học chỉ tập trung nhiều về lý thuyết, nặng về tính toán Phần lớn các emchưa biết những kiến thức đã học về hóa học có thể vận dụng như thế nào, có thể giải quyết được những vấn
đề gì trong thực tiễn xung quanh các em
Mặt khác chúng ta cũng nhận thấy trong DH hóa học, bài tập hóa học (BTHH) vừa là công cụ DHvừa là phương pháp dạy học (PPDH), nó có nhiều ưu thế thuận lợi để giáo viên (GV) có thể xây dựng và sửdụng các BTHH gắn với các hiện tượng thực tế và gắn với đặc trưng của môn hóa học, vì vậy BTHH cũngđược lựa chọn là một PPDH hiệu quả góp phần phát triển một số năng lực chung đặc biệt là năng lực giảiquyết vấn đề (GQVĐ) cho HS
Từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua bài toán nhận thức chương Nitơ - Photpho hóa học 11 THPT” với mong muốn góp phần hình thành và
phát triển năng lực cho HS THPT
Trang 22 Lịch sử vấn đề nghiên cứu:
Các nghiên cứu về đổi mới giáo dục theo định hướng phát triển năng lực cũng đã được nhiều nhàgiáo dục, nhiều nghiên cứu sinh, học viên cao học… quan tâm nghiên cứu
Điều đó được thể hiện qua các công trình nghiên cứu của các chuyên gia nghiên cứu của Viện Khoa
học Giáo dục Việt Nam như nhóm nghiên cứu của tác giả Nguyễn Minh Phương (2007), Tổng quan về các khung năng lực cần đạt ở HS trong mục tiêu giáo dục phổ thông Đề tài nghiên cứu khoa học của Viện khoa
học giáo dục Việt Nam…
Xây dựng và sử dụng BTNT nhằm phát huy tính tích cực trong DH những nội dung liên quan đếnphản ứng oxi hoá khử ở trường phổ thông, luận án tiến sỹ giáo dục học của tác giả Đỗ Thị Thuý Hằng
(2006) với đề tài: “Xây dựng và sử dụng BTNT nhằm phát huy tính tích cực dạy học những nội dung liên quan đến phản ứng oxi hoá khử ở trường phổ thông” Tác giả đã có những tìm tòi, phát hiện ban đầu về
BTNT và bước đầu đưa ra cách xây dựng và sử dụng BTNT trong DH phần oxi hoá khử Và gần đây là
nghiên cứu của nghiên cứu sinh Trần Ngọc Huy (2015) về đề tài: "Xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức nhằm phát triển năng lực GQVĐ, năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua dạy học phần hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao" Tác giả đã tập trung nghiên cứu làm rõ cơ sở của việc phát triển năng lực GQVĐ và năng
lực sáng tạo cho HS đó là “Bài toán nhận thức” Tuy nhiên các nghiên cứu đó chưa đi sâu vào việc phân tích,
mô tả cấu trúc năng lực, khung năng lực và tiêu chí của các năng lực đó
Vấn đề phát triển năng lực cho sinh viên các trường Đại học đã được quan tâm nhiều năm qua ởnước ta đặc biệt là SV các trường ĐHSP
Một số công trình tập trung vào việc nghiên cứu phát triển năng lực cho sinh viên Sư phạm nhưluận án Tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thị Kim Ánh “Rèn luyện kỹ năng DH theo hướng tăng cường năng lực
tự học, tự nghiên cứu của sinh viên khoa Hóa học ngành sư phạm ở các trường đại học” với việc thiết kếgiáo trình điện tử để làm tài liệu tự học, tự nghiên cứu đồng thời áp dụng PPDH vi mô để rèn luyện các kĩnăng DH, đặc biệt là các kỹ năng thí nghiệm
Như vậy đề tài: “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua bài toán nhận thức chương Nitơ - Photpho hóa học 11 THPT” được tác giả nghiên cứu có sự kế thừa và phát triển của
các nghiên cứu trước đây về năng lực tự học, năng lực GQVĐ, năng lực sáng tạo, năng lực vận dụng kiến
thức,… phù hợp với việc đổi mới PPDH nhưng không có sự trùng lặp và hoàn toàn phù hợp với xu hướng đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục Việt Nam Đó chính là ý nghĩa khoa học và thực tiễn mà luận văn
mong muốn xây dựng
3 Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức (BTNT) hóa học chương “Nitơ - Photpho” nhằm phát triểnnăng lực GQVĐ cho HS, góp phần đổi mới PP dạy và học hóa học ở trường THPT theo định hướng pháttriển năng lực
4 Nhiệm vụ nghiên cứu
Trên cơ sở mục đích đã nêu, đề tài tiến hành với các nhiệm vụ sau:
(1) Nghiên cứu cơ sở lý luận về phát triển năng lực cho HS THPT, về năng lực GQVĐ; công cụđánh giá năng lực GQVĐ; Cơ sở lý luận về BTNT Mối quan hệ giữa BTNT và vấn đề phát triển năng lựcnói chung và năng lực GQVĐ nói riêng
(2) Điều tra thực trạng DH theo định hướng phát triển năng lực của GV và HS THPT, thực trạng sửdụng BTNT hóa học trong DH ở các trường THPT
Trang 3(3) Nghiên cứu đề xuất nguyên tắc, quy trình, xây dựng và sử dụng hệ thống BTNT chương nitơ –photpho hóa học 11 trong DH để phát triển năng lực GQVĐ cho HS THPT.
(4)Tiến hành TNSP đánh giá tính hiệu quả và tính khả thi của các đề xuất
5 Khách thể và đối tượng nghiên cứu
5.1 Khách thể nghiên cứu:
Quá trình dạy học Hóa học ở trường THPT
5.2 Đối tượng nghiên cứu:
BTNT hóa học và vấn đề phát triển năng lực GQVĐ cho HS THPT
6 Phạm vi nghiên cứu
- Nội dung: Kiến thức hóa học chương “Nitơ - Photpho” hóa học 11 ở THPT
- Thực nghiệm (TN): HS lớp 11 hai trường THPT của thành phố Hà Nội
+ Trường THPT Trần Đăng Ninh - Ứng Hòa – TP Hà Nội+ Trường THPT Mỹ Đức B – Mỹ Đức – TP Hà Nội
7 Giả thuyết khoa học
Nếu xác định được các tiêu chí thể hiện năng lực GQVĐ thông qua BTHH, xây dựng được hệ thốngBTNT chương “Nitơ - Photpho” hóa học 11 theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ và sử dụng hiệu quảchúng trong DH thì sẽ phát triển năng lực GQVĐ cho HS, góp phần đổi mới PPDH, nâng cao chất lượng DHhóa học ở trường THPT
8 Phương pháp nghiên cứu
8.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận
Sử dụng PP phân tích, tổng hợp, khái quát hóa trong quá trình tổng quan các nội dung lí luận của
đề tài
8.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Sử dụng PP điều tra, quan sát, phỏng vấn, TNSP, PP chuyên gia,
8.3 Nhóm phương pháp xử lí thông tin
Dùng PP thống kê toán học để xử lí kết quả thực nghiệm (TN)
9 Những đóng góp mới của luận văn
– Làm sáng tỏ hơn hệ thống cơ sở lí luận về năng lực GQVĐ trong DH hóa học nói chung và DHthông qua BTHH nói riêng ở phổ thông Xây dựng các tiêu chí về khung đánh giá năng lực GQVĐ và cáccông cụ đánh giá năng lực đó
– Đề xuất nguyên tắc, quy trình và xây dựng hệ thống BTNT theo tiếp cận phát triển năng lực GQVĐcho HS thông qua chương “nitơ – photpho” hóa học 11 – THPT
- Đề xuất PP sử dụng hệ thống BTNT nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS THPT
9 Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tham khảo và phụ lục, nội dung của luận văn được chia thành bachương:
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của vấn đề phát triển năng lực GQVĐ và bài toán nhận thức trong dạy học hóa học THPT.
Chương 2: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua bài toán nhận thức chương nitơ - photpho hóa học 11 THPT.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
Trang 4CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN
ĐỀ VÀ BÀI TOÁN NHẬN THỨC TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
1.1 Xu thế thế giới và đổi mới giáo dục Việt Nam theo định hướng phát triển năng lực
1.1.1 Xu thế chung của thế giới về đổi mới giáo dục theo định hướng phát triển năng lực
Phát triển năng lực cho HS được các nhà khoa học ở các nước trên thế giới quan tâm nghiên cứu từthế kỉ XVIII - XIX Tiếp cận năng lực được hình thành và phát triển rộng khắp tại Mỹ vào những năm 1970trong phong trào đào tạo và giáo dục các nhà giáo dục và đào tạo nghề dựa trên việc thực hiện nhiệm vụ,cách tiếp cận về năng lực đã phát triển một cách mạnh mẽ trên một nấc thang mới trong những năm 1990 vớihàng loạt các tổ chức có tầm cỡ quốc gia ở Mỹ, Anh, Úc, New Zealand, xứ Wales, v.v Những quan tâmđến những tiếp cận dựa trên năng lực ngày càng được nhiều nước trên thế giới quan tâm Những ngườichuyên làm công tác đào tạo và phát triển đang sử dụng mô hình năng lực để xác định một cách rõ ràngnhững năng lực cụ thể của từng tổ chức để nâng cao chất lượng và hiệu quả của việc thực hiện nhiệm vụ vàthống nhất các khả năng của cá nhân với các năng lực cốt lõi của tổ chức
Như vậy: Xu hướng chung của giáo dục ở các nước phát triển trên thế giới là đổi mới giáo dục theo hướng phát triển năng lực.
1.1.2 Đổi mới giáo dục Việt Nam sau năm 2015 theo định hướng phát triển năng lực
Những quan điểm, định hướng của Đảng và nhà nước tạo tiền đề, cơ sở và môi trường pháp lý thuậnlợi cho việc đổi mới giáo dục phổ thông nói chung, đổi mới đồng bộ PPDH, kiểm tra đánh giá theo định
hướng năng lực người học Định hướng đổi mới giáo dục sau năm 2015 nhấn mạnh: Chuyển từ chương trình định hướng nội dung dạy học sang chương trình định hướng năng lực.
1.2 Cơ sở lý luận về năng lực
1.2.1 Khái niệm về năng lực
1.2.2 Năng lực chung và năng lực đặc thù môn học
1.2.2.1 Năng lực chung [7]
Trong dự thảo đề án [7]: Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể trong chương trình giáo dục phổthông mới, các năng lực chung cốt lõi cần hình thành và phát triển cho HSTHPT đó là các năng lực sau:Năng lực tự học; Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo; Năng lực thẩm mỹ; Năng lực thể chất; Năng lựcgiao tiếp; Năng lực hợp tác; Năng lực tính toán; Năng lực công nghệ thông tin và truyền thông (ICT)
1.2.2.2 Năng lực đặc thù môn học
Theo [12], do đặc thù môn học “Hóa học là một môn khoa học vừa lý thuyết vừa thực nghiệm” nênmôn Hóa học có những năng lực đặc thù sau: Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học, năng lực thực hành hóa học, năng lực tính toán hóa học, năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn hóa học, năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống.
1.2.2.3 Một số đặc điểm của năng lực [7], [12]
1.2.3 Năng lực giải quyết vấn đề
1.2.3.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề [11], [12]
Năng lực GQVĐ là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, xúc cảm để giải quyết những tình huống vấn đề mà ở đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường.
Trang 5Theo tiếp cận tiến trình GQVĐ và sự chuyển đổi nhận thức của chủ thể thì có thể hiểu “năng lực GQVĐ đề là khả năng chủ thể nhận ra vấn đề cần giải quyết và vận dụng tổng hợp những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú,… Đề xuất các giả thiết khả dĩ và lập quy trình giải quyết thành công vấn đề đó”.
1.2.3.2 Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề
Dựa vào cấu trúc chung của năng lực và đặc điểm của năng lực GQVĐ thì theo [12], cấu trúc củanăng lực GQVĐ gồm bốn thành tố là: Tìm hiểu vấn đề; thiết lập không gian vấn đề; lập kế hoạch và thựchiện giải pháp; đánh giá và phản ánh giải pháp Mỗi thành tố bao gồm một số hành vi của cá nhân khi làmviệc độc lập hoặc khi làm việc nhóm trong quá trình GQVĐ
1.2.3.3 Tiêu chí của năng lực giải quyết vấn đề ở học sinh
1.3 Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề
Đánh giá theo năng lực là đánh giá kiến thức, kĩ năng và thái độ trong bối cảnh có ý nghĩa.
Đánh giá năng lực thông qua các sản phẩm học tập và quá trình học tập của HS, đánh giá năng lực
HS được thực hiện bằng một số PP (công cụ) sau:
a Đánh giá quan sát
b Đánh giá qua hồ sơ học tập
c Tự đánh giá
d Đánh giá đồng đẳng
1.4 Một số phương pháp dạy học tích cực nhằm phát triển năng lực học sinh
1.4.1 Dạy học giải quyết vấn đề.
1.4.1.1 Cơ sở lí luận về dạy học giải quyết vấn đề
- Cơ sở triết học
Như vậy, cơ sở triết học của DH GQVĐ là: Chuyển PP biện chứng để giải quyết mâu thuẫn nóichung thành PP sư phạm và sau đó giải quyết mâu thuẫn để tiếp thu kiến thức mới
- Cơ sở tâm lý học và giáo dục học
+ Theo các nhà tâm lý học, con người chỉ bắt đầu tư duy tích cực khi bắt đầu nảy sinh nhu cầu tưduy, tức là khi đứng trước một khó khăn về nhận thức cần khắc phục, một tình huống chứa vấn đề
+ Cơ sở giáo dục học: DH GQVĐ là đặt HS vào vị trí “nhà nghiên cứu” Chính sự lôi cuốn của “vấn đềhọc tập, nghiên cứu” đã làm hoạt động hóa nhận thức của HS, rèn luyện ý chí và khả năng hoạt động cho HS
1.4.1.2 Khái niệm, bản chất của dạy học [6], [7]
Bản chất của dạy học là GV đặt ra trước HS các vấn đề khoa học (các BTNT) và mở ra cho các em conđường giải quyết các vấn đề đó; việc điều khiển quá trình tiếp thu kiến thức của HS ở đây được thực hiện theophương hướng tạo ra một hệ thống những tình huống chứa vấn đề, những điều kiện để đảm bảo việc giải quyếtnhững tình huống đó và những chỉ dẫn cụ thể cho HS trong quá trình giải quyết các vấn đề
1.4.1.3 Quy trình của dạy học giải quyết vấn đề
Theo [4], [20] DH GQVĐ được thực hiện linh hoạt theo bốn bước chính và trong mỗi bước có cáchoạt động cụ thể sau:
Bước 1: Nhận biết vấn đề - phát biểu vấn đề
Bước 2: Nghiên cứu các phương án để giải quyết
Bước 3: Giải quyết vấn đề
Bước 4: Kết luận
1.4.1.4 Những cách xây dựng tình huống có vấn đề trong dạy học hóa học
Trang 6- Theo [25] nguyên tắc xây dựng tình huống có vấn đề là dựa vào mâu thuẫn giữa kiến thức đã cócủa HS với yêu cầu đặt ra cho họ khi giải quyết nhiệm vụ mới.
- Theo nguyên tắc chung này, có thể nêu ra ba cách tạo ra tình huống có vấn đề cũng là ba kiểu tìnhhuống có vấn đề cơ bản trong DH hóa học:
+ Cách thứ nhất: Tình huống nghịch lý – bế tắc
+ Cách thứ hai: Tình huống lựa chọn
+ Cách thứ ba: Tình huống “tại sao” hay tình huống nhân quả
1.4.1.5 Các bước dạy học sinh giải quyết vấn đề học tập trong dạy học hóa học
Trong quá trình DH hóa học, GV là người tổ chức cho HS giải quyết các vấn đề học tập như là mộtquá trình nghiên cứu khoa học, HS phải là “người nghiên cứu” đi từ bước nhận ra, hiểu rõ vấn đề học tậpnảy sinh từ một tình huống cụ thể, xác định phương hướng và cách giải quyết vấn đề Thông qua đó màchiếm lĩnh tri thức, kĩ năng, PP tư duy mới và biết vận dụng chúng giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề tương tự.Quá trình DH giải quyết vấn đề gồm các bước sau đây:
Bước 1 Làm cho HS hiểu rõ vấn đề
Bước 2 Xác định phương hướng giải quyết
Bước 3 Kết luận vấn đề
1.4.1.6 Các mức độ của việc áp dụng dạy học GQVĐ
Mức độ HS tham gia đề xuất và giải quyết vấn đề học tập ít hay nhiều sẽ xác định mức độ thấp hay cao của việc áp dụng DH GQVĐ trong dạy học
Mức độ thứ nhất: GV thực hiện cả 3 khâu: Đặt vấn đề, phát biểu vấn đề và giải quyết vấn đề, đó
chính là PP thuyết trình nêu vấn đề
Mức độ thứ hai: GV đặt vấn đề, nêu cách GQVĐ và GQVĐ, Sau đó GV và HS cùng rút ra kết luận.
Ở đây HS tham ra ở mức độ cao hơn
Mức độ thứ ba: GV đặt vấn đề, HS lập kế hoạch GQVĐ, HS tiến hành GQVĐ GV và HS cùng đánh
giá kết quả và rút ra kết luận
Mức độ thứ tư: GV tổ chức, kiểm tra và hướng dẫn để HS tự đặt vấn đề, phát biểu vấn đề và giải quyết vấn
đề Mức độ này tương đương với nghiên cứu trong DH
1.4.1.7 Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp dạy học GQVĐ
1.4.2 Dạy có có sử dụng bài tập hóa học
1.4.2.1 Khái niệm bài tập hóa học (BTHH)
- Ở Việt Nam hiện nay, người ta quan niệm BTHH rất rộng, bao gồm tất cả những bài giao cho HS
để hoàn thành một nhiệm vụ học tập nào đó, gồm BT lí thuyết, BT tính toán, BT thực tiễn… hiện có trongcác loại tài liệu dạy học
1.4.2.2 Tác dụng của bài tập hóa học
1.4.2.3 Phân loại bài tập hóa học
BTHH được chia làm nhiều loại và trên những cơ sở khác nhau, hiện nay có một số cách phân loại cơ bản sau:
- Dưạ vào mức độ kiến thức: Cơ bản, nâng cao
- Dựa vào tính chất BT: Định tính, định lượng
- Dựa vào cách thức hoạt động của HS: Lý thuyết, TN
- Dựa vào mục đích DH: Củng cố, ôn tập, luyện tập, kiểm tra…
1.4.2.4 Xây dựng hệ thống bài tập của môn học
1.4.2.5 Biên soạn hệ thống bài tập mới tùy theo yêu cầu sư phạm định trước
Trang 7- Tùy theo yêu cầu sư phạm, ta có thể phức tạp hóa hay đơn giản hóa BT, soạn những BT có độ khótăng dần, có chứa đựng những yếu tố giúp rèn luyện những kĩ năng riêng biệt nào đó Từ một số BT điểnhình nhất “lắp ráp” chúng lại theo yêu cầu khác nhau hoặc “tháo gỡ” BT phức tạp thành nhiều BT đơn giảnhơn.
1.4.2.6 Sử dụng bài tập hóa học trong dạy học hóa học
BT có vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo, hình thành PP tự học, trong việc rènluyện năng lực HS Tuy nhiên, muốn khai thác tốt tiềm năng trí dục, đức dục của BT, GV cần bảo đảm cácyêu cầu cơ bản trong việc DH bằng BT sau đây:
- Bảo đảm tính cơ bản gắn liền với tính tổng hợp
- Bảo đảm tính hệ thống và tính kế thừa
- Bảo đảm tính phân hóa của hệ thống các BT
- Bảo đảm rèn luyện kĩ thuật tổng hợp
- Thường xuyên coi trọng việc dạy HS phương pháp giải BT
1.5 BÀI TOÁN NHẬN THỨC (cognitive problem)
1.5.1 BT, bài toán và bài toán nhận thức
1.5.1.1 Khái niệm BT (excercise)
Ở Việt Nam, trong sách giáo khoa hoặc sách tham khảo, thuật ngữ “BT” được coi như bao gồm tất cả câuhỏi, BT, BT có tính toán,… để giúp HS hoàn thiện một tri thức hoặc một kĩ năng nào đó, bằng cách trả lời vấn đáp,trả lời viết hoặc có kèm theo TN
1.5.1.2 Khái niệm bài toán (problem)
Theo từ điển tiếng Việt [36], bài toán là vấn đề cần giải quyết bằng PP khoa học Sau khi tổng quan
thêm các tài liệu [12], [18],[24],… chúng tôi cho rằng “Bài toán là một hệ thông tin xác định chứa đựng mâu thuẫn, bao gồm cái đã biết và cái chưa biết (cái đang còn là giả thuyết) có mối liên hệ chưa tường minh với nhau cần phải được làm sáng tỏ bằng PP khoa học mới”.
1.5.1.3 Khái niệm bài toán nhận thức trong dạy học (gọi tắt là bài toán nhận thức: cognitive problem)
Theo tác giả Trần Ngọc Huy [19] đưa ra khái niệm về BTNT như sau:
“BTNT trong DH là một hệ thông tin xác định chứa đựng mâu thuẫn, bao gồm cái đã biết và cái
chưa biết có mối quan hệ chưa tường minh với nhau, mà phải bằng những hoạt động tích cực, tìm tòi, nghiên cứu phép giải mới để giải quyết vấn đề, khi đó HS không chỉ lĩnh hội tri thức mới, mà cả sự tự tin niềm vui sướng của sự nhận thức mới”.
Như vậy, BTNT có cấu trúc gồm ba phần là cái đã biết, cái chưa biết và phép giải
- Cái đã biết là những dữ kiện ban đầu mà BTNT cho và cả những tri thức mà HS đã có.
- Cái chưa biết là những kiến thức mới, kĩ năng mới, PP giải mới, mối liên hệ mới,…mà HS sẽ
khám phá được sau khi giải BTNT
- Phép giải mới là con đường mới để đi từ cái đã biết đến tri thức mới Để thực hiện phép giải mới,
HS vận dụng các tri thức đã có, thu thập thêm thông tin trong SGK, tài liệu tham khảo, internet,… để xâydựng giả thuyết và thiết lập quy trình giải mới cho từng giả thuyết đề ra và giải BTNT
1.5.2 Mối quan hệ giữa BT, bài toán và bài toán nhận thức [19]
- BT, bài toán và BTNT có điểm gì giống nhau? Theo quan điểm của chúng tôi thì BT, bài toán vàBTNT giống nhau là chúng đều được hình thành từ 3 yếu tố “Dữ kiện xuất phát => phép giải => Yêu cầu”
- BT khác gì với bài toán và BTNT? Đặc điểm nổi bật của BTNT là gì? Làm sao để phân biệt được
BT, bài toán và BTNT? Bảng so sánh sau đây sẽ làm rõ những thắc mắc đó
Trang 8Bảng 1.1 Phân biệt bài toán và bài toán nhận thức và BT
Mục
đích
Các nhà khoa học nghiên
cứu, tìm ra kiến thức, kĩ
thuật, PP, công thức, mối
liên hệ,… hoàn toàn mới
đối với nhân loại
HS nghiên cứu, tìm ra kiếnthức, kĩ năng, PP giải, côngthức, mối liên hệ,… mới đốivới mình
Ghi nhớ và rèn luyện một kĩnăng, vận dụng thành thạomột công thức, một quy luật
Tính
chất
- Chứa đựng mâu thuẫn
nhận thức giữa cái đã biết
và cái mà khoa học chưa
tìm ra
- Phép giải và kết quả đều
chưa có sẵn đối với khoa
học
- Chứa đựng mâu thuẫnnhận thức giữa cái mà HS đãbiết và cái chưa biết
- Phép giải và kết quả HSchưa biết nhưng khoa học đãbiết
- Không chứa đựng mâuthuẫn nhận thức
- Phép giải đã có sẵn và kếtquả chắc chắn sẽ tìm ra
Kết
quả
Nghiên cứu được tri thức
mới, một phát minh mới,
quy trình công nghệ mới,
quy luật mới,…
HS khám phá được kiếnthức mới, kĩ năng mới, một
PP giải mới, công thức mới,
…
HS nhớ được kiến thức, rènluyện thành thạo một kĩnăng, vận dụng thành thạomột công thức hay một PPgiải toán
Phát
triển
năng
lực
Phát triển năng lực con
người đặc biệt là năng lực
GQVĐ
Phát triển năng lực GQVĐcho HS
Chưa đặt nặng yêu cầu pháttriển năng lực chung mà chủyếu phát triển năng lựcchuyên biệt
1.5.3 Bài toán nhận thức và vấn đề phát triển năng lực GQVĐ cho HS THPT
BTNT có đủ những điều kiện để phát triển năng lực của HS, là công cụ quan trọng để hình thành vàphát triển năng lực GQVĐ cho HS:
+ Trang bị kiến thức mới
+ Hình thành kĩ năng mới
+ Thái độ đúng đắn theo những chuẩn mực giá trị định sẵn
+ PP mới tiếp cận bài toán, PP mới để giải
+ Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo
1.5.4 Sử dụng BTNT để phát triển năng lực cho HS
BTNT đóng vai trò quyết định đến sự phát triển năng lực cho HS, thể hiện ở khâu phát hiện mâuthuẫn và giải quyết vấn đề
Trong DH GQVĐ, các kỹ năng GQVĐ được thể hiện rất rõ Khi nghiên cứu BTNT, HS cần phảitiến hành phân tích, so sánh các mặt, các yếu tố chính xuất hiện trong BTNT, qua đó, xác định hai mặt đốilập cơ bản hình thành nên các mâu thuẫn khách quan của BTNT và phát hiện ra vấn đề cần giải quyết
1.6 Điều tra thực trạng sử dụng BTNT trong trường THPT ở Việt Nam
1.6.1 Lập kế hoạch điều tra
1.6.1.1 Mục đích của việc điều tra
Trang 9- Thấy được thực trạng sử dụng các PPDH ở trường THPT hiện nay.
- Đi sâu phân tích nguyên nhân dẫn đến những khó khăn trong đổi mới PPDH
- Thấy được mức độ hiểu biết của GV về BTNT và việc sử dụng BTNT trong một số PPDH đặc biệt
là DH GQVĐ môn hóa học chung và chương nitơ-photpho trong chương trình hóa học 11 nói riêng
1.6.1.2 Nội dung điều tra
- Điều tra hứng thú sử dụng BTHH trong học tập của HS
- Điều tra nhận thức của GV và HS về vai trò của việc phát triển năng lực GQVĐ cho HS THPT
- Điều tra tổng quát về tình hình sử dụng các PPDH, ý kiến của GV về từng PPDH
- Điều tra cụ thể việc hiểu biết một số PPDH qua thực tế DH, đặc biệt là các PPDH để phát triểnnăng lực HS
- Điều tra cụ thể việc hiểu và vận dụng BTNT vào các PPDH trong DH hóa học
1.6.1.3 Địa bàn điều tra
- Chúng tôi tiến hành điều tra cho hai đối tượng là GV và HS ở 2 trường THPT thuộc các địa bànthành phố Hà Nội với 16 GV và 177 HS
+ Trường THPT Trần Đăng Ninh - Ứng Hòa – TP Hà Nội
+ Trường THPT Mỹ Đức B – Mỹ Đức – TP Hà Nội
1.6.1.4 Đối tượng
- Các GV dạy môn Hóa học ở các trường THPT
- Các HS lớp 11 của hai trường THPT trên địa bàn TP Hà Nội
1.6.1.5 Phương pháp điều tra, thời gian điều tra.
- Gửi và thu phiếu điều tra góp ý kiến
- Gặp gỡ trực tiếp, điều tra 16 GV dạy môn hóa học của hai trường trên địa bàn TP Hà Nội
1.6.2 Kết quả điều tra
a Kết quả điều tra học sinh
b Kết quả điều tra GV
TIỂU KẾT CHƯƠNG 1
Trên cơ sở nghiên cứu PP luận về nhận thức, chúng tôi đi sâu nghiên cứu BTNT, xây dựng khái niệm vềBTNT, phân biệt bài toán, BTNT và BT để làm sáng tỏ thế nào là BTNT Chúng tôi nghiên cứu sâu về năng lực,cấu trúc năng lực và tìm ra mối quan hệ giữa BTNT và vấn đề phát triển năng lực HS Chúng tôi trình bày cách
sử dụng BTNT trong một số PPDH để phát triển năng lực HS, đặc biệt năng lực GQVĐ
Chúng tôi cũng đã tiến hành điều tra thực trạng sử dụng PPDH GQVĐ và BT trong DH hóa học đểphát triển năng lực GQVĐ cho HS thông qua 16 GV và 177 HS của 4 lớp 11 tại hai trường THPT Trần ĐăngNinh -Ứng Hòa-Hà Nội, THPT Mỹ Đức B Huyện Mỹ Đức – Hà Nội
Những vấn đề trên là cơ sở lý luận và thực tiễn quan trọng để chúng tôi nghiên cứu cách xây dựng
và sử dụng BTNT trong DH chương nitơ-photpho lớp 11 nhằm phát triển năng lực HS ở trường THPT Đó
là nội dung chúng tôi sẽ trình bày trong chương sau
Trang 10CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TOÁN NHẬN THỨC CHƯƠNG NITƠ –PHOTPHO HÓA HỌC 11
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1 Phân tích mục tiêu, cấu trúc nội dung chương nitơ – photpho hóa học 11
2.1.1 Mục tiêu chương nitơ – photpho hóa học 11
a) Kiến thức:
b) Kĩ năng
c) Thái độ
d) Định hướng các năng lực chủ yếu cần phát triển
2.1.2 Phân phối chương trình chương nitơ – photpho hóa học 11
Bảng 2.1 Phân phối chương trình chương niơ – photpho hóa học 11 THPT
7 Bài 13: Luyện tập tính chất của niơ, photpho và các hợp chất của chúng 2
8 Bài thực hành số 2: Tính chất của một số hợp chất nitơ, photpho 1
2.1.3 Phân tích đặc điểm chung về PPDH chương nitơ – photpho
- Khi DH về các nguyên tố và các chất, cần nghiên cứu chúng theo quan điểm của thuyết cấu tạo
nguyên tử, định luật tuần hoàn các nguyên tố hóa học
- Trong nhóm VA chỉ cần xét kĩ nitơ và photpho; cần làm rõ sự giống nhau và khác nhau của hainguyên tố đó và các hợp chất của chúng
- Kiến thức về nitơ, photpho và hợp chất của chúng là kiến thức mới đối với HS Khi nghiên cứu nhómnitơ, do HS đã được học đầy đủ các lí thuyết chủ đạo (cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn, liên kết hóa học, sựđiện li, khái niệm axit, bazơ, muối) nên GV cần dẫn dắt HS để có thể dựa vào lí thuyết chủ đạo để dự đoán tínhchất của đơn chất nitơ, photpho và các hợp chất của chúng GV biểu diễn thí nghiệm, HS quan sát, nhận xét vàrút ra kết luận để khẳng định sự đúng đắn của các dự đoán đó
- Cần làm cho HS hiểu tại sao ở điều kiện thường nitơ là chất khí nhưng photpho lại là chất rắn; photpho
có độ âm điện nhỏ hơn nitơ nhưng lại hoạt động hơn
2.2 Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực GQVĐ thông qua BTNT trong dạy học hóa học
Theo định nghĩa và cấu trúc của năng lực GQVĐ nói chung đã trình bày ở chương 1, để phù hợp vớiviệc đánh giá năng lực GQVĐ thông qua BTNT, chúng tôi xác định cấu trúc của năng lực GQVĐ bao gồm:
Dựa vào cấu trúc năng lực GQVĐ, chúng tôi đã thiết kế bảng kiểm quan sát về năng lực GQVĐ của
HS gồm 10 tiêu chí, mỗi tiêu chí có 3 mức độ: Mức 1 thấp nhất và mức 3 cao nhất tương ứng với các mứcđiểm từ 1 đến 3
Trang 11Bảng 2.3 Bảng kiểm quan sát năng lực GQVĐ của HS thông qua giải BTNT
TT
Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ của HS
Mức độMức 1
(1 điểm)
Mức 2(2 điểm)
Mức 3(3 điểm)
1 Phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong BTNT
2 Biết phân tích các tình huống có vấn đề trong BTNT
3 Xác định và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến vấn đề
phát hiện trong BTNT
4 Phát hiện và nêu được mâu thuẫn nhận thức trong BTNT
hóa học
5 Biết thu thập và làm rõ các thông tin cần sử dụng để GQVĐ
trong BTNT với các kiến thức đã có
6 Biết đề xuất và phân tích được một số PP GQVĐ trong
9 Đánh giá và khái quát hóa vấn đề vừa giải quyết
10 Biết vận dụng kiến thức, PP vào bối cảnh mới
2.3 Xây dựng hệ thống bài toán nhận thức hóa học chương nitơ – photpho hóa học 11 theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ cho HS THPT
2.3.1 Nguyên tắc, quy trình xây dựng và tiêu chí đánh giá BTNT
2.3.1.1 Nguyên tắc xây dựng bài toán nhận thức
Trên cơ sở lý thuyết về nhận thức, lý luận về phát triển năng lực, mục đích, yêu cầu của chươngtrình giáo dục, yêu cầu sư phạm và những đặc điểm riêng biệt của BTNT, chúng tôi đề xuất những nguyêntắc chính để thiết kế BTNT sau đây:
a BTNT phải chứa đựng mâu thuẫn nhận thức, chứa đựng tri thức mới
Đặc trưng của BTNT là chứa đựng mâu thuẫn nhận thức, có mâu thuẫn thì mới kích thích được
người học suy nghĩ, tìm tòi, phát hiện và giải quyết mâu thuẫn Như vậy điều kiện tiên quyết của mỗi BTNT
là phải chứa một hoặc một số mâu thuẫn
b Đảm báo tính chính xác của các nội dung kiến thức hóa học
Trong quá trình xây dựng BTNT thì việc đảm bảo tính chính xác, khoa học và đúng hướng của vấn
đề học tập là rất quan trọng Muốn vậy cần phải phân tích xem có những mâu thuẫn nào cùng tồn tại trongnội dung kiến thức cần nghiên cứu, từ đó xác định đúng mâu thuẫn cơ bản để đưa vào BTNT đồng thời lược
bỏ được các mâu thuẫn không cơ bản, rồi GV mới tiến hành gia công mâu thuẫn đó để đảm bảo được đồngthời tính chính xác và nổi bật lên tri thức mà HS cần tiếp thu
c Đảm bảo tính vừa sức, tính linh hoạt của BTNT
Trang 12BTNT muốn trở thành tình huống chứa đựng vấn đề đối với HS thì phải vừa sức đối với HS, đảm bảorằng, bằng sự chủ động, tích cực, tìm tòi thì HS có thể giải quyết thành công được vấn đề ẩn chứa trong BTNT.
d Đảm bảo phát triển năng lực của HS, đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề
Do BTNT chứa đựng mâu thuẫn khách quan của vấn đề cần nhận thức, nên khi GV chuyển đượcmâu thuẫn khách quan thành mâu thuẫn chủ quan bên trong của người học (tức là đưa được HS vào tìnhhuống chứa vấn đề) thì mâu thuẫn đó sẽ kích thích, thôi thúc HS tự lực, tìm tòi, nghiên cứu, khám phá… đểphát hiện vấn đề và chủ động đề xuất các giả thuyết mới, xây dựng lên quy trình giải mới để giải quyếtBTNT, thông qua đó năng lực GQVĐ được bộc lộ rõ nét
e Đảm bảo mục tiêu của chương trình và chuẩn kiến thức, kĩ năng
BTNT không phải là những bài quá khó, quá phức tạp đánh đố HS hay vượt quá chương trình hoặcngoài khả năng giải quyết của HS mà BTNT phải hướng vào đúng trọng tâm kiến thức, hình thành kĩ năngmới mà chương trình cũng như chuẩn kiến thức quy định
2.3.1.2 Quy trình xây dựng bài toán nhận thức
a Dựa vào quy trình chung để xây dựng bài toán, trên cơ sở những đặc điểm của BTNT Chúng tôi đề xuấtquy trình chung xây dựng BTNT mới trong DH hóa học chương nitơ – phopho gồm bốn bước sau:
Bước 1: Xác định tri thức mà HS đã biết và tri thức cần hình thành để xây dựng nên BTNT.
Bước 2: Xây dựng mâu thuẫn nhận thức cơ bản, đảm bảo vừa sức giải quyết với HS.
Bước 3: Xây dựng BTNT
Chọn các dữ kiện xuất phát (từ những kiến thức HS đã biết, từ hình ảnh, tranh vẽ, thí nghiệm từSGK) phù hợp với trình độ HS để tạo mâu thuẫn trong nhận thức với (cái chưa biết) yêu cầu đặt ra củaBTNT
Bước 4: Kiểm tra lại tính chính xác, khoa học, theo các tiêu chí của BTNT (nếu làm tốt ba bước trên thì
bước này tự hoàn thiện)
2.3.1.3 Phân tích quy trình xây dựng BTNT thông qua một số ví dụ:
Theo nguyên tắc, quy trình xây dựng BTNT, chúng tôi tiến hành xây dựng 8 ví dụ có phân tích cụthể các bước
Ví dụ 5: Tính oxi hóa mạnh của axit HNO3
Bước 1: Kiến thức, kĩ năng HS đã biết và mục tiêu của BTNT
- Kiến thức đã biết: HNO3 là một axit mạnh có đầy đủ tính chất của axit
- Kiến thức cần hình thành: Ngoài tính axit mạnh, HNO3 còn có tính oxi hóa mạnh
Bước 2: Xây dựng mâu thuẫn nhận thức
- Cu là kim loại đứng sao H, nên Cu không phản ứng với nhiều axit như HCl, H2SO4 loãng Nhưngkhi cho Cu tác dụng với axit HNO3 đặc thấy có phản ứng xảy ra
- Khí tạo ra có màu nâu đỏ, chứng tỏ không có khí H2 thoát ra Vậy sản phẩm khử của phản ứng làchất gì?
Bước 3: Xây dựng BTNT
Tiến hành các thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm 1: Cho Cu tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng
- Thí nghiệm 2: Cho Cu tác dụng với dung dịch HNO3 loãng
- Thí nghiệm 3: Cho Cu tác dụng với dung dịch HNO3 đặc
Nêu hiện tượng xảy ra, viết phương trình phản ứng minh họa và rút ra kết luận về tính chất đặcchưng của axit HNO3
