Theo hướng đổi mới PPDH, giáo viên (GV) phải thiết kế, tổ chức giờ học sao cho HS hoạt động nhiều hơn và phát huy được tính chủ động, độc lập một cách tối đa. Trong dạy học hóa học, GV có thể tổ chức các hoạt động học tập của học sinh thông qua việc sử dụng các PPDH hóa học khác nhau theo hướng dạy học tích cực, trong đó phương pháp Graph dạy học (Gdh) có những ưu thế nhất định, giúp HS có thể hệ thống, liên kết nội dung của từng khái niệm hóa học và xác định mối liên hệ chặt chẽ với các khái niệm khác trong toàn bộ chương trình.
Trang 1DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
Trang 2học Định hướng này đã được nghiên cứu, phát triển mạnh mẽ trên thế giới và đượcxác định là một trong những phương hướng đổi mới giáo dục phổ thơng Việt Nam.Theo hướng đổi mới PPDH, giáo viên (GV) phải thiết kế, tổ chức giờ học saocho HS hoạt động nhiều hơn và phát huy được tính chủ động, độc lập một cách tối
đa Trong dạy học hĩa học, GV cĩ thể tổ chức các hoạt động học tập của học sinhthơng qua việc sử dụng các PPDH hĩa học khác nhau theo hướng dạy học tích cực,trong đĩ phương pháp Graph dạy học (Gdh) cĩ những ưu thế nhất định, giúp HS cĩthể hệ thống, liên kết nội dung của từng khái niệm hĩa học và xác định mối liên hệchặt chẽ với các khái niệm khác trong tồn bộ chương trình
Trên tinh thần đĩ, tơi chọn đề tài: “Sử dụng phương pháp Graph trong một
số bài dạy Hĩa học ở trường phổ thơng” để nghiên cứu.
2 Mục tiêu của đề tài
Sử dụng phương pháp Gdh làm cơ sở để tổ chức các hoạt động học tập tích cựccủa HS trong quá trình hình thành, củng cố, phát triển khái niệm hĩa học khi giảngdạy hĩa học ở trường phổ thơng
3 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tìm hiểu nội dung sách giáo khoa Hĩa học 10, 11, 12 cơ bản
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng phương pháp Gdh
- Thiết kế một số G phục vụ cho việc dạy học trên lớp
- Hướng dẫn học sinh tự thiết kế và sử dụng G trong quá trình dạy học
4 Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu xây dựng và sử dụng G để tổ chức cho HS hoạt động tiếp thu kiếnthức mới, củng cố bài trên lớp và luyện tập
5 Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu SGK Hĩa học và các tài liệu cĩ liên quan
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Đánh giá sơ bộ tính khả thi của đề tàikhi áp dụng vào thực tiễn thơng qua tiết dạy và bài kiểm tra
- Nghiên cứu thực tiễn: Lấy thơng tin phản hồi từ phía học sinh…
6 Khách thể và đối tượng nghiên cứu
- Các bài học trong SGK Hĩa học, HS lớp 11
- Phương pháp Gdh
7 Giả thuyết khoa học
- Việc áp dụng phương pháp G nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sángtạo của HS, nâng cao chất lượng dạy học Hĩa học ở trường THPT
- Nếu đề tài nghiên cứu thành cơng cĩ thể làm tài liệu tham khảo cho GV
Trang 3Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1 Phương pháp Graph dạy học
Graph là khái niệm trong tốn học, Graph (G) bao gồm một tập hợp khơngrỗng E những yếu tố gọi là đỉnh và một tập hợp A những yếu tố gọi là cạnh (cung).Mỗi yếu tố A là một cặp (khơng xếp thứ tự) những yếu tố rõ rệt của E Trong sơ đồ
G, sự sắp xếp trước hay sau của đỉnh và cung cĩ ý nghĩa quyết định, cịn kích thước
Trang 4hình dáng khơng cĩ ý nghĩa Graph được vận dụng trong dạy học trên cơ sở ý tưởng
cơ bản của lý thuyết Graph là nguyên lí và cấu trúc của Graph [1;46]
Phương pháp Graph được ứng dụng rộng rãi do cĩ các ưu điểm nổi bật là:Ngơn ngữ của G vừa cĩ tính trực quan cụ thể vừa cĩ tính khái quát trừu tượngnên cĩ ưu thế tuyệt đối trong việc mơ hình hĩa cấu trúc các hoạt động từ đơn giảnđến phức tạp dưới dạng sơ đồ G cĩ khả năng mơ tả hai mặt tĩnh và động (logic pháttriển) của hoạt động
Trong dạy học, phương pháp G giúp GV thiết kế các hoạt động phức tạp, xâydựng sơ đồ cấu trúc logic của hoạt động học tập, diễn tả một cách hệ thống cácnhiệm vụ, mục tiêu, cơng đoạn, con đường thực hiện các hoạt động khác nhau từ lúcbắt đầu đến khi kết thúc
Từ những ưu điểm trên của phương pháp Graph, GV cĩ thể xây dựng cácGraph nội dung (Gnd) dạy học như: thiết kế tiến trình một bài học hay sự hình thànhkhái niệm hĩa học; thiết kế quá trình giải bài tốn hĩa học…
1.2 Qui trình thiết kế Graph nội dung dạy học
a Nguyên tắc cơ bản của việc xây dựng G nd dạy học
Dựa vào nội dung học tập, lựa chọn các kiến thức chủ chốt, quan trọng củatừng phần (kiến thức cơ bản cần và đủ về cấu trúc và ngữ nghĩa)
Sắp xếp các kiến thức chốt vào các đỉnh của G sao cho đúng với logic củachương trình và phải chú ý mã hĩa chúng thật triệt để
Nối các đỉnh kiến thức bằng cung theo logic dẫn xuất (theo sự phát triển bêntrong của nội dung kiến thức)
b Qui trình của việc lập G nd học tập
Bước 1: Xây dựng nội dung các đỉnh.
Chọn kiến thức chốt tối thiểu, cần và đủ
Mã hĩa chúng cho thật súc tích (dùng kí hiệu để qui ước)
Đặt các kiến thức chốt vào các đỉnh trên mặt phẳng
Bước 2: Thiết lập các cung.
Nối các đỉnh với nhau bằng các mũi tên để diễn tả mối liên hệ phụthuộc giữa các nội dung ở các đỉnh với nhau, nhưng phải phản ánhđược logic phát triển của nội dung
Bước 3: Hồn thiện G nd.
Trang 5 Làm cho G trung thành với nội dung được mơ hình hĩa về cấu trúclogic nhưng phải giúp HS lĩnh hội dễ dàng nội dung đĩ nghĩa là phảiđảm bảo về kĩ thuật, trình bày (trực quan, rõ ràng, mĩ thuật, sinhđộng…).
Gnd dạy học khơng những đảm bảo về mặt khoa học, sư phạm mà cịnđảm bảo cả tính mĩ thuật (hình thức trình bày)
Nhận xét: Trong quá trình hồn thiện và phát triển khái niệm hĩa học,
phương pháp Gdh được sử dụng tương đối hiệu quả giúp cho GV xây dựng đượclogic tiến trình hình thành, phát triển, liên kết các nội dung của khái niệm và thiếtlập được mối quan hệ giữa các khái niệm bổ trợ khác nhau Từ đĩ GV cĩ thể thiết
kế, tổ chức các hoạt động học tập của học sinh theo logic xác định
Với HS, phương pháp G giúp phát triển tư duy logic và nâng cao năng lực tựhọc tức là dạy cho HS kĩ năng cơ bản và khái quát nhất của kĩ năng tự học, một kĩnăng rất quan trọng của người lao động mới trong thời đại ngày nay [3]
Bằng những hoạt động xác định đỉnh Gnd học tập, HS sẽ nắm vững các kiếnthức cơ bản và then chốt của vấn đề Hoạt động thiết lập các cung của G cũng giúp
HS tìm ra mối liên hệ giữa các khái niệm, logic phát triển nội dung và dung lượngcủa các khái niệm Việc nắm vững kĩ năng thiết lập G sẽ làm tăng cường khả năng
tự học và tạo được con đường tối ưu trong hoạt động học tập tích cực của HS
1.3 Thực trạng hiện nay
HS cịn thụ động, ít tương tác và tham gia xây dựng bài với GV Khả năng ghinhớ bài cũ của HS cịn yếu, ảnh hưởng đến việc tư duy tìm hiểu kiến thức mới
HS chưa tự tìm được cho mình một phương pháp học hiệu quả
Việc học bài chủ yếu là thuộc lịng, máy mĩc, khơng liên kết được các kiến cũ
và mới Do đĩ khi gặp đề thi dạng tổng hợp, so sánh thường khơng làm được, ảnhhưởng rất nhiều đến kết quả học tập
Trước những thực trạng trên, địi hỏi GV phải luơn tìm tịi, hướng dẫn cho các
em phương pháp học phù hợp, hiệu quả với từng đối tượng học sinh
Trang 6Chương 2 TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH
THÔNG QUA VIỆC SỬ DỤNG GRAPH 2.1 Thiết lập Graph để củng cố, hoàn thiện khái niệm hóa học và nội dung học tập
Tiến hành sử dụng phương pháp G ở phần củng cố, hồn thiện khái niệm hĩahọc (KNHH) trong bài dạy hình thành KNHH và hình thành kiến thức mới Thơngqua đĩ, HS làm quen với phương pháp G đồng thời biết cách thiết lập Gnd học tập.
Đây là phương pháp tự học tốt đối với HS
Trang 7Ví dụ 1 Lập Gnd về phân tích nguyên tố trong Bài 20 Mở đầu về hóa học hữu [2].
Để xác định kiến thức chốt, yêu cầu HS trả lời hệ thống câu hỏi của GV như sau:
Để phân tích nguyên tố từ chất hữu cơ có thể dùng phương pháp nào? Mỗi phương pháp cho một ví dụ?
Nêu mục đích, nguyên tắc, phương pháp tiến hành đối với từng loại phương pháp phân tích?
Ví dụ với đỉnh Phân tích định lượng, giáo viên có thể hỏi: Tại sao phải hấp
thụ H 2 O và CO 2 lần lượt bằng H 2 SO 4 đặc và KOH, làm ngược lại có được không? Giải thích? Viết biểu thức tính phần khối lượng và phần trăm các nguyên tố?
GV đặt hệ thống các câu hỏi tương tự đối với phương pháp phân tích còn lại
và có thể ra các câu hỏi để HS tự học ở nhà hay tự học theo sơ đồ
Trang 82 + Ca(OH)
thiện khái niệm, kiến thức nội dung bài học
Từ qui trình sử dụng Gnd khi hệ thống các kiến thức trọng tâm của một bài học,chúng ta cĩ thể tổ chức cho HS thiết lập Gnd học tập của một bài học Khi kết thúc
bài học, GV yêu cầu HS xác định các kiến thức cơ bản trọng tâm trong bài học (các
đỉnh của G), thiết lập mối liên hệ giữa các kiến thức (lập cung) và thiết lập sơ đồ G,
đặt câu hỏi cho các nội dung kiến thức chốt
Trang 9Ví dụ 2 Lập Graph tổng kết bài học trong Bài 29 Anken [2]
GV yêu cầu HS xác định kiến thức trọng tâm của bài học: Từ đặc điểm cấu tạocủa anken với liên kết đôi C = C trong đó có liên kết π kém bền suy ra các phảnứng hóa học đặc trưng Dưới đây là một số câu hỏi về kiến thức trọng tâm:
Anken có phản ứng cộng, hướng cộng, phản ứng trùng hợp, phản ứng oxi hóa như nào thế nào?
Những ứng dụng của anken từ các phản ứng hóa học đó?
Phương pháp điều chế anken trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm?
Với mỗi câu trả lời của HS, GV lập Gnd tổng kết như Sơ đồ 2
Trang 10Sơ đồ 2 Graph tổng kết về anken 2.3 Sử dụng phương pháp Graph trong bài luyện tập, ôn tập kiến thức
Bài luyện tập, ơn tập cĩ vai trị quan trọng trong việc hệ thống các kiến thức
cơ bản được HS thu nhận qua một số bài học Dạng bài này thiết lập mối liên hệgiữa các kiến thức, các khái niệm giúp cho HS cĩ được phương pháp nhận thức hệthống Thơng qua bài luyện tập, HS được mở rộng, phát triển kiến thức và rèn luyện
kĩ năng tư duy hĩa học Trong sách giáo khoa hiện hành, bài luyện tập được tăngcường để ơn luyện các nội dung kiến thức cơ bản và rèn luyện các kĩ năng cần thiết.Trong giờ luyện tập, GV nên tổ chức các hoạt động sao cho HS cĩ thể tìm ra nhữngmối liên hệ giữa các kiến thức, vì vậy việc sử dụng phương pháp G trong các bàiluyện tập là rất thích hợp và cĩ thể làm tích cực hĩa hoạt động học tập của HS đồngthời hình thành nên phương pháp tư duy logic và kĩ năng tự học một cách hiệu quả.Chuẩn bị cho bài luyện tập, GV yêu cầu học sinh xác định các kiến thức cơbản nhất của nội dung bài luyện tập (xác định kiến thức chốt); xác định mối liên hệgiữa các kiến thức; đặt các câu hỏi và tự trả lời nội dung của các kiến thức đĩ sau đĩ
tự thiết lập Graph nội dung ơn tập
Trang 11Ví dụ 3 Sử dụng Graph khi dạy Bài 13 Luyện tập: Tính chất của nitơ,
photpho và hợp chất của chúng [2]
GV thiết lập các đỉnh của Gnd về nitơ và hợp chất của nitơ như Sơ đồ 3
GV tổ chức cho HS thảo luận nhóm (có thể mỗi nhóm làm một đỉnh), câu hỏitương ứng với nội dung các đỉnh, sau khi hoàn thành GV yêu cầu HS nối các đỉnhlại với nhau và giải thích cách làm đó
+ Đỉnh 1: Đặc điểm cấu tạo.
+ Đỉnh 2: Nêu tính chất hóa học của nitơ.
+ Đỉnh 3: Nêu tính chất hóa học của amoniac.
Trang 12Ví dụ 4 Sử dụng Graph khi dạy Bài 24 Luyện tập: Tính chất của cacbon,
- Công thức oxit silic
- Tính chất hóa học của oxit
GV tổ chức cho HS thảo luận nhóm, sử dụng phiếu học tập như sau:
(Mỗi nhóm thảo luận một nguyên tố)
Trang 13(1)a) Nêu một số dạng thù hình của cacbon?
b) Viết các PTHH chứng minh cacbon
vừa thể hiện tính oxi hĩa, vừa thể hiện
tính khử
(2)a) Nêu một số dạng thù hình của silic?b) Viết các PTHH chứng minh silic vừathể hiện tính oxi hĩa, vừa thể hiện tínhkhử
(3)c) Viết cơng thức và cho biết tính chất các
oxit của cacbon?
(Loại oxit, tính chất hĩa học, tính tan)
(4)c) Viết cơng thức và cho biết tính chấtcác oxit của silic?
(5)d) Viết cơng thức hiđroxit tương ứng của
cacbon đioxit và cho biết tính chất hĩa
học của chúng?
(6)d) Viết cơng thức hiđroxit tương ứngcủa silic đioxit và cho biết tính chấthĩa học của chúng?
(7)e) Tính chất các muối cacbonat? e) Tính chất các muối silicat?(8)
2.4 Các hình thức tổ chức hoạt động học tập của học sinh theo phương pháp Graph
Để thiết kế các hoạt động học tập của HS theo phương pháp G, cĩ thể tiếnhành các hình thức sau:
Hình thức 1:
+ GV soạn sẵn Gnd sau đĩ thiết kế G phương pháp các hoạt động học tập của
HS ngay tại các đỉnh của Gnd Các hoạt động học tập của HS cĩ thể là trả lời hệthống các câu hỏi, bài tập, làm thí nghiệm thực hành, … GV phát vấn và thiết kếGnd ngay trên bảng, HS đọc, dịch và cùng chép bài vào vở ghi Đây là mức đầu tiên
HS làm quan với phương pháp G
+ Với hình thức này, GV nên tiến hành trong các giờ lên lớp thơng thường vàophần củng cố, hồn thiện kiến thức ở cuối mỗi bài học để HS làm quen với phươngpháp G qua đĩ hình thành kĩ năng sử dụng và lập G
Hình thức 2:
+ GV giao cho HS hệ thống các câu hỏi bài tập từ các tiết học trước, yêu cầu
HS làm ở nhà, tiếp theo HS thiết kế Gnd ơn tập tổng kết từng phần kiến thức đã họctrên G câm mà GV soạn sẵn, sau đĩ HS đến lớp so sánh G của các bạn, cuối cùng
GV hệ thống lại Đây là hình thức cĩ thể tiết kiện được nhiều thời gian để HS luyện
Trang 14hchc X + O2 Sp cháy + 0,15 mol Ca(OH)2 Lọc tách thu 10g kết tủa; mdd tăng 6gTìm CTPT của X?
+ Hình thức này rèn cho HS khả năng tự lập G nhưng cịn hạn chế khả năngsáng tạo của HS GV nên áp dụng nĩ ở giai đoạn đầu của việc dạy học theo phươngpháp G
Hình thức 3:
+ Khi HS cần luyện tập một vấn đề đã học, GV yêu cầu từng nhĩm HS lập Gndtổng kết của phần kiến thức đĩ, HS trao đổi với nhau và hồn thiện Gnd trước khiđến lớp rồi so sánh Gnd của các nhĩm, của GV Phần lớn thời gian cịn lại của tiếtluyện tập để HS làm bài tập
+ Hình thức này sẽ phát triển tốt tư duy của HS; rèn cho HS cách tư duy, suynghĩ độc lập, biết cách tự học, tự sáng tạo; giúp HS sử dụng cách học mơn Hĩa theophương pháp G để học các mơn khác và biết cách chọn lọc những kiến thức kháiquát nhất, chủ chốt nhất để ghi nhớ, để phát triển những kiến thức cịn lại của bài,của chương
Trên đây là các hình thức GV tổ chức cho HS học tập theo phương pháp G khihọc lí thuyết Ngồi ra trong các giờ luyện tập khơng thể thiếu các bài tập địnhlượng (bài tập tính tốn) Việc sử dụng phương pháp G với mục đích sơ đồ hĩa đềbài và dùng các câu hỏi để phân tích con đường tối ưu tìm ra kết quả của bài tốncũng đã được tơi thử nghiệm trong các tiết ơn tập
Ví dụ 4 Sơ đồ hĩa đề bài và phân tích bài tốn đối với bài tập sau:
Đốt cháy hồn tồn một hiđrocacbon X rồi hấp thụ tồn bộ sản phẩm thu đượcvào bình đựng dung dịch chứa 0,15 mol Ca(OH)2 Kết thúc thí nghiệm, lọc táchđược 10 gam kết tủa trắng và thấy khối lượng dung dịch thu được sau phản ứngtăng thêm 6 gam so với khối lượng dung dịch trước phản ứng Cơng thức phân tửcủa hiđrocacbon X là
Để các đối tượng HS khá, giỏi và trung bình đề dễ dàng giải được cũng nhưnắm được hướng tổng quát của bài giải, GV cĩ thể hướng dẫn HS giải bài tốn trêntheo phương pháp G đề bài như sau:
t o Kết thúc TN
Trang 15Hiđrocacbon X được tạo nên từ những nguyên tố nào? (C, H)
Sản phẩm thu được khi đốt cháy X là những chất nào? (CO 2 , H 2 O)
10 gam kết tủa là khối lượng của chất nào? (CaCO 3 ) Tính số mol CaCO 3 và
so sánh với số mol Ca(OH) 2 , từ đĩ cho được kết luận gì?
Cĩ hai trường hợp xảy ra: CO2 thiếu và CO2 dư để hịa tan một phần kết tủatheo hai phản ứng:
CO 2 + Ca(OH) 2 →CaCO 3↓ + H 2 O
CO 2 + CaCO 3 + H 2 O →Ca(HCO 3 )2
Từ đĩ tính được số mol CO2 theo hai trường hợp trên
Lập biểu thức liên quan giữa khối lượng kết tủa, khối lượng CO 2 , H 2 O và dung dịch sau phản ứng? ( m dd tăng = m CO2 + m H O2 - m↓ ).
Hãy tính khối lượng nước thu được trong bài?
Tìm tỉ lệ giữa số nguyên tử C và H trong X? → Cơng thức phân tử của X.
Với cách thức như vậy, các em sẽ dần dần cĩ thĩi quen khái quát hĩa bài tốnhĩa học vốn là một chuỗi các quá trình hĩa học thành các bài tốn nhỏ và đưa vàocác đỉnh của G Sau khi sơ đồ hĩa đề bài, HS cĩ thể hợp tác làm việc theo nhĩm đểtiếp tục giải
Việc thiết kế Gnd đề bài hĩa học khơng những cho HS thấy từng bước đi củaviệc giải bài tốn mà quan trọng hơn là cho HS thấy cách nhìn trực quan, khái quát
từ đĩ cĩ thể đưa ra những lời giải nhanh gọn hay cách giải bài tốn thơng minhnhằm tích cực hĩa các hoạt động học tập và hình thành năng lực tư duy sáng tạo củaHS
2.5 Thiết kế một số Graph mẫu sử dụng cho việc dạy học