Phát triển năng lực thực nghiệm hoá học cho học sinh trung học phổ thông thông qua bài tập thực nghiệm hoá học phần nguyên tố Nitrogen và các hợp chất của nguyên tố Nitrogen

Xác định được khái niệm mở rộng của BTTNHH với 7 NLTN thành phần kèm các mức độ biểu hiện của chúng. 7 NLTN thành phần gồm: Năng lực đề xuất vấn đề, đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết; Năng lực lập kế hoạch thực nghiệm; Năng lực tiến hành kế hoạch thực nghiệm; Năng lực phát hiện, giải thích được một số hiện tượng tự nhiên trong cuộc sống; Năng lực phản biện, đánh giá ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn và đề xuất một số giải pháp để giải quyết vấn đề; Năng lực định hướng được ngành, nghề sẽ lựa chọn sau khi tốt nghiệp trung học phổ thông; và Năng lực ứng xử thích hợp trong các tình huống có liên quan đến bản thân, gia đình và cộng đồng phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững xã hội và bảo vệ môi trường. Điều tra, đánh giá được thực trạng sử dụng BTTNHH trong quá trình dạy và học để phát triển NLTNHH cho HS ở 5 trường THPT tại huyện Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh; Đề xuất bổ sung được các nguyên tắc và quy trình thiết kế BTTNHH 5 bước; Xây dựng được hệ thống gồm các BTTNHH của phần nguyên tố Nitrogen và các hợp chất của nguyên tố Nitrogen trong chương trình hoá học phổ thông mới; Đề xuất vận dụng PPDH phù hợp cho hệ thống BTTNHH của phần nguyên tố Nitrogen và các hợp chất của nguyên tố Nitrogen.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHẠM THỊ TÌNH

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HOÁ HỌC CHO

HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THÔNG QUA BÀI TẬP THỰC NGHIỆM HOÁ HỌC PHẦN NGUYÊN TỐ NITROGEN VÀ CÁC HỢP CHẤT

CỦA NGUYÊN TỐ NITROGEN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HOÁ HỌC

HÀ NỘI – 2019

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHẠM THỊ TÌNH

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HOÁ HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THÔNG QUA BÀI TẬP THỰC NGHIỆM HOÁ HỌC PHẦN NGUYÊN TỐ NITROGEN VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA

NGUYÊN TỐ NITROGEN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HOÁ HỌC

CHUYÊN NGÀNH: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC HOÁ HỌC

Mã số: 8.14.01.11

Người hướng dẫn khoa học: TS Vũ Thị Thu Hoài

HÀ NỘI – 2019

i

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến TS Vũ Thị Thu Hoài đã nhiệt tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình xây dựng thực hiện và hoàn thành luận văn này Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo, khoa Sư phạm của trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội, Ban Giám Hiệu trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu, giúp tôi có cơ hội được nâng cao trình độ chuyên môn và nghiệp vụ trong lĩnh vực Hoá học

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy, cô giáo và các em học sinh trường THPT Hương Sơn và trường THPT Lê Hữu Trác thuộc huyện Hương Sơn – tỉnh Hà Tĩnh đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành thực nghiệm đề tài này

Sau cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, tập thể lớp cao học LL&PP dạy học bộ môn Hoá học QH 2017 - S đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập cũng như hoàn thiện luận văn này

Mặc dù đã hết sức cố gắng, song luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong sự chỉ dẫn, đóng góp ý kiến của các nhà khoa học, các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện

Hà Nội, tháng năm 2019

Tác giả

Phạm Thị Tình

ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT Chữ viết tắt Chữ tương ứng

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Năng lực thực nghiệm hoá học thành phần 9

Bảng 1.2 Biểu hiện của các năng lực thực nghiệm hoá học thành phần 10

Bảng 1.3 Tần suất và các dạng bài tập thực nghiệm hoá học được sử dụng trong dạy học ở các trường 21

Bảng 1.4 Khó khăn, thách thức trong quá trình thiết kế và sử dụng bài tập thực nghiệm hoá học 23

Bảng 1.5 Mức độ thích thú của học sinh đối với mỗi dạng bài tập thực nghiệm hoá học 25

Bảng 2.1 Phân phối số tiết trong Chương 2: Nitrogen và Sulfur 28

Bảng 2.2 Phân phối số tiết trong Chương 3: Hợp chất chứa nitrogen 29

Bảng 2.3 Số liệu hàm lượng ion ammonium trong nước thải công nghiệp 47

Bảng 2 4 Số liệu ảnh lượng phân bón đến sinh trưởng, chất lượng giống lúa 48

Bảng 2.5 Tiêu chí quan sát đánh giá năng lực thực nghiệm hoá học của học sinh 86

Bảng 3.1 Đối tượng và địa bàn thực nghiệm sư phạm 103

Bảng 3.2 Bài dạy và bài kiểm tra thực nghiệm sư phạm 103

Bảng 3.3 Giải thích giá trị quy mô ảnh hưởng 107

Bảng 3.4 Kết quả đánh giá bằng bảng kiểm quan sát 107

Bảng 3.5 Điểm đánh giá bằng bài kiểm tra 109

Bảng 3.6 Tổng hợp kết quả các bài kiểm tra đạt điểm Xi 109

Bảng 3.7 Phân phối % học sinh đạt điểm Xi 109

Bảng 3.8 Tổng hợp lũy tích số học sinh đạt điểm Xi trở xuống 110

Bảng 3.9 Phân phối tần suất lũy tích % học sinh đạt điểm Xi trở xuống 110

Bảng 3.10 Phân loại kết quả học tập của học sinh 110

Bảng 3.11 Giá trị các tham số thống kế đặc trưng 112

Bảng 3.12 Kết luận so sánh hiệu quả thực nghiệm 113

iv

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ

Hình 1.1 Các yêu cầu của bài tập thực nghiệm hoá học 14

Hình 1.2 Các phương thức thực hiện bài tập thực nghiệm hoá học 16

Hình 2.1 Thí nghiệm để nghiên cứu phản ứng của nitrogen với hydrogen 40

Hình 2.2 Thí nghiệm thử tính tan của khí NH 3 42

Hình 2.3 Thí nghiệm dẫn khí NH 3 vào nước 42

Hình 2.4 Thí nghiệm dd NH 3 tác dụng với dd muối 42

Hình 2.5 Thí nghiệm nhiệt phân hỗn hợp NH 4 Cl và Ca(OH) 2 44

Hình 2.6 Thí nghiệm nhiệt phân muối NH 4 Cl 44

Hình 2.7 Thí nghiệm với hỗn hợp rắn gồm NH 4 Cl và CaO 45

Hình 2.8 Thí nghiệm điều chế khí cười bằng phương pháp Humphry Davy 49

Hình 2.9 Hình ảnh về hiện tượng phú dưỡng hoá 50

Hình 2.10 Kết quả thí nghiệm giữa HCl đặc và CH 3 NH 2 đặc 51

Hình 2.11 Thí nghiệm methyl amine tác dụng với các dung dịch muối 51

Hình 2 12 Thí nghiệm sữa tươi với nước Coca Cola 55

Hình 2.13 Một số hiện tượng trong thực tiễn cuộc sống 56

Biểu đồ 1.1 Phần trăm số giáo viên nhận diện các năng lực thực nghiệm hoá học thành phần cần phát triển 19

Biểu đồ 1.2 Mức độ quan trọng của việc phát triển năng lực thực nghiệm hoá học cho học sinh phổ thông 20

Biểu đồ 1.3 Thực trạng mức độ các năng lực thực nghiệm hoá học thành phần 20

Biểu đồ 1.4 Phương pháp thiết kế bài tập thực nghiệm hoá học mà các giáo viên đang áp dụng 22

Biểu đồ 1.5 Mức độ hứng thú, tập trung học với bài tập thực nghiệm hoá học 24

Biểu đồ 3 1 Đường lũy tích bài kiểm tra số 1 111

Biểu đồ 3 2 Đường lũy tích bài kiểm tra số 2 111

Biểu đồ 3 3 Phân loại kết quả học tập của học sinh (Bài kiểm tra KT 1) 112

Biểu đồ 3 4 Phân loại kết quả học tập của học sinh (Bài kiểm tra KT 2) 112

v

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii

DANH MỤC CÁC BẢNG iii

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ iv

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 1

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 2

4.1 Đối tượng nghiên cứu 2

4.2 Khách thể nghiên cứu 2

5 Phạm vi nghiên cứu 2

6 Phương pháp nghiên cứu 2

6.1 Các phương pháp nghiên cứu lí thuyết 3

6.2 Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn 3

6.3 Phương pháp thống kê 3

7 Câu hỏi nghiên cứu 3

8 Giả thuyết khoa học 3

9 Những điểm mới của đề tài 3

10 Cấu trúc của luận văn 4

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HOÁ HỌC CHO HỌC SINH Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 5

1.1 Lịch sử nghiên cứu về vấn đề 5

1.2 Năng lực thực nghiệm hoá học và vấn đề phát triển năng lực thực nghiệm hoá học cho học sinh 7

1.2.1 Khái niệm và cấu trúc của năng lực thực nghiệm hoá học 7

vi

1.2.2 Những biểu hiện của năng lực thực nghiệm hoá học 9

1.2.3 Biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm hoá học 11

1.3 Bài tập thực nghiệm hoá học 12

1.3.1 Khái niệm bài tập thực nghiệm hoá học 12

1.3.2 Tác dụng của bài tập thực nghiệm hoá học 13

1.3.3 Yêu cầu bài tập thực nghiệm hoá học 13

1.4 Thực trạng sử dụng bài tập thực nghiệm hoá học để phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh ở trường trung học phổ thông 17

1.4.1 Mục đích và nội dung điều tra 17

1.4.2 Phương pháp và đối tượng điều tra 18

1.4.3 Đánh giá kết quả điều tra 19

1.4.4 Nhận xét chung 26

Tiểu kết chương 1 27

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM PHẦN NGUYÊN TỐ NITROGEN VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NGUYÊN TỐ NITROGEN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 28

2.1 Phân tích chương trình phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nguyên tố nitrogen 28

2.1.1 Thời lượng giảng dạy phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nitrogen28 2.1.2 Mục tiêu giảng dạy phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nitrogen 29

2.1.3 Những nội dung kiến thức phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nguyên tố nitrogen 30

2.1.4 Một số điểm cần lưu ý về nội dung và phương pháp dạy học phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nguyên tố nitrogen 33

2.2 Cơ sở và nguyên tắc thiết kế bài tập thực nghiệm hoá học 36

2.2.1 Cơ sở thiết kế bài tập thực nghiệm hoá học 36

2.2.2 Nguyên tắc thiết kế bài tập thực nghiệm 36

2.2.3 Quy trình xây dựng hệ thống bài tập thực nghiệm hoá học phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nguyên tố nitrogen 38

vii

2.3 Hệ thống bài tập thực nghiệm hoá học cho phần nguyên tố nitrogen và các hợp

chất của nguyên tố nitrogen 39

2.3.1 Hệ thống bài tập thực nghiệm hoá học cho bài học: Đơn chất nitrogen 39

2.3.2 Hệ thống bài tập thực nghiệm hoá học cho bài học: Ammonia và một số hợp chất ammonium 42

2.3.3 Hệ thống bài tập thực nghiệm hoá học cho bài học: Một số hợp chất với oxygen của nitrogen 48

2.3.4 Hệ thống bài tập thực nghiệm hoá học cho bài học: Amine 51

2.3.5 Hệ thống bài tập thực nghiệm hoá học cho bài học: Amino acid 53

2.3.6 Hệ thống bài tập thực nghiệm hoá học cho bài học: Peptide 54

2.3.7 Hệ thống bài tập thực nghiệm hoá học cho bài học: Protein 55

2.4 Sử dụng hệ thống bài tập thực nghiệm hoá học trong dạy học hoá học 58

2.4.1 Sử dụng bài tập thực nghiệm hoá học trong nghiên cứu tài liệu mới 58

2.4.2 Sử dụng bài tập thực nghiệm trong giờ ôn tập, luyện tập 60

2.4.3 Sử dụng bài tập thực nghiệm trong giờ thực hành thí nghiệm 60

2.4.4 Sử dụng bài tập thực nghiệm trong kiểm tra đánh giá kết quả học tập 61

2.4.5 Giao bài tập thực nghiệm về nhà cho học sinh nghiên cứu 61

2.4.6 Kế hoạch bài dạy minh họa 61

2.5 Đánh giá năng lực thực nghiệm hoá học cho học sinh thông qua việc sử dụng hệ thống bài tập thực nghiệm hoá học 84

2.5.1 Thiết kế bảng kiểm quan sát đánh giá năng lực thực nghiệm hoá học cho học sinh 84

2.5.2 Thiết kế đề kiểm tra 95

Tiểu kết chương 2 101

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 102

3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 102

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 102

3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 102

3.2 Nội dung chi tiết thực nghiệm sư phạm 102

3.2.1 Thời gian thực nghiệm sư phạm 102

viii

3.2.2 Đối tượng thực nghiệm 102

3.2.3 Nội dung 02 kế hoạch bài dạy thực nghiệm và 02 đề kiểm tra 103

3.2.4 Phiếu điều tra khảo sát đánh giá học sinh 103

3.2.5 Kế hoạch tiến hành thực nghiệm sư phạm 103

3.3 Tiến hành thực nghiệm sư phạm và thu thập dữ liệu 104

3.4 Phân tích dữ liệu thực nghiệm sư phạm 104

3.4.1 Phương pháp xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm 104

3.4.2 Kết quả phân tích dữ liệu thực nghiệm sư phạm 107

3.4.2.1 Kết quả đánh giá bằng bảng kiểm quan sát 107

3.4.2.2 Kết quả đánh giá bằng bài kiểm tra 108

3.4.3 Thảo luận kết quả thực nghiệm sư phạm 113

Tiểu kết chương 3 114

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 115

1 Kết luận 115

2 Khuyến nghị 116

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN 118

LUẬN VĂN 118

TÀI LIỆU THAM KHẢO 119 PHỤ LỤC

và học, phát huy tư duy sáng tạo và năng lực tự đào tạo của người học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay.”

Hoá học (HH) là ngành khoa học thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên, nghiên cứu về thành phần cấu trúc, tính chất và sự biến đổi của các chất; là sự kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực nghiệm (TN), là cầu nối với các ngành khoa học tự nhiên khác Việc phát triển năng lực thực nghiệm (NLTN) thông qua hệ thống bài tập thực nghiệm hoá học (BTTNHH) là rất cần thiết Tuy nhiên thực tế dạy học ở trường THPT cho thấy vẫn đang tồn tại nhiều thách thức đối với giáo viên (GV) trong việc xây dựng và sử dụng BTTNHH để phát triển NLTNHH cho học sinh (HS) Từ

những lí do trên, tôi đã chọn đề tài “Phát triển năng lực thực nghiệm hoá học cho học sinh trung học phổ thông thông qua bài tập thực nghiệm hoá học phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nguyên tố nitrogen” để làm đề tài nghiên

cứu của mình

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng và tổ chức dạy học hệ thống BTTNHH phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nó nhằm phát triển NLTNHH cho HS, qua đó góp phần nâng cao chất lượng dạy và học HH ở trường trung học phổ thông (THPT)

2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lí luận, thực tiễn về những vấn đề liên quan đến nội dung của luận văn, cụ thể gồm:

- Nghiên cứu các cơ sở lí luận về NLTNHH và BTTNHH

- Điều tra, đánh giá thực trạng sử dụng BTTNHH trong quá trình dạy học ở một số trường THPT;

- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, cấu trúc chương trình hoá học phần nitrogen và các hợp chất của nguyên tố nitrogen trong chương trình HH phổ thông mới;

- Nghiên cứu cơ sở, nguyên tắc, và các bước thiết kế hệ thống BTTNHH;

- Xây dựng hệ thống BTTNHH phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nguyên tố nitrogen;

- Đề xuất biện pháp sử dụng hệ thống BTTNHH nhằm phát triển NLTNHH cho HS

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP) để kiểm nghiệm và khẳng định tính khả thi của việc phát triển NLTNHH cho HS thông qua hệ thống BTTNHH

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống BTTNHH phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nguyên tố nitrogen và các biện pháp sử dụng nhằm phát triển NLTNHH của HS

- TNSP nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài đã đặt ra trong năm học

2018 - 2019, được tiến hành tại Trường THPT Hương Sơn và THPT Lê Hữu Trác (tỉnh Hà Tĩnh)

6 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phối hợp các nhóm phương pháp nghiên cứu sau:

3

6.1 Các phương pháp nghiên cứu lí thuyết

- Nghiên cứu thu thập tổng quan, phân tích, phân loại hệ thống hoá lí thuyết liên quan đến vấn đề BTTNHH, NLTN và phương pháp dạy học theo mô hình nghiên cứu bài học

- Phân tích nội dung chương trình phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nguyên

tố nitrogen làm cơ sở xây dựng các BTTNHH nhằm phát triển NLTNHH cho HS

6.2 Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Điều tra thực trạng NLTNHH, xây dựng và sử dụng BTTNHH định hướng phát triển NLTNHH trong dạy học HH ở trường phổ thông

- Trao đổi thăm dò ý kiến của chuyên gia, GV về tính phù hợp của hệ thống BTTNHH và phương pháp sử dụng chúng trong dạy học để phát triển NLTNHH cho HS

- TNSP để khẳng định tính khả thi và hiệu quả của hệ thống BTTNHH và các phương pháp sử dụng được đề xuất

6.3 Phương pháp thống kê

Luận văn sử dụng các phương pháp thống kê toán học để xử lí các kết quả TNSP; từ đó rút ra đánh giá, nhận xét làm cơ sở thực tiễn cho đề tài

7 Câu hỏi nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng hệ thống BTTNHH trong DHHH như thế nào nhằm phát triển được NLTNHH của HS?

8 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được hệ thống BTTNHH đa dạng, phong phú và sử dụng chúng phối hợp với các phương pháp và kĩ thuật dạy học khác một cách hợp lí, hiệu quả thì sẽ phát triển được NLTNHH cho HS, góp phần nâng cao chất lượng DHHH

và đổi mới PPDH theo định hướng phát triển NL người học

9 Những điểm mới của đề tài

- Xác định được khái niệm mở rộng của NLTNHH với 7 NLTN thành phần kèm các mức độ biểu hiện của chúng

- Điều tra, đánh giá được thực trạng sử dụng BTTNHH trong quá trình dạy và học để phát triển NLTNHH cho HS ở 5 trường THPT tại huyện Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh;

- Đề xuất bổ sung được các nguyên tắc và quy trình thiết kế BTTNHH;

10 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung luận văn gồm 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực thực nghiệm

hoá học cho học sinh ở trường trung học phổ thông

Chương 2 Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hoá học thực nghiệm phần

nguyên tố Nitrogen và các hợp chất của nguyên tố nitrogen nhằm phát triển năng lực thực nghiệm hoá học cho học sinh

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

5

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HOÁ HỌC CHO HỌC SINH Ở TRƯỜNG

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1 Lịch sử nghiên cứu về vấn đề

Hoá học là ngành khoa học thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên, nghiên cứu về thành phần cấu trúc, tính chất và sự biến đổi của các đơn chất và hợp chất; là sự kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực nghiệm; là cầu nối các ngành khoa học tự nhiên khác như vật lí, sinh học, y dược và địa chất học HH đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống, sản xuất, và góp phần vào sự phát triển kinh tế - xã hội Do vậy, việc dạy

và học môn HH cần hướng đến mục tiêu phát triển cho HS cả về phẩm chất cá nhân (gồm yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm), NL cốt lõi (gồm NL tự chủ và tự học, NL giao tiếp và hợp tác, NL giải quyết vấn đề và sáng tạo), và NL đặc thù HH (gồm nhận thức HH, tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ HH, và vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học)

Để đạt được các mục tiêu trên, việc dạy và học HH có sự kết hợp chặt chẽ, hiệu quả giữa học lí thuyết và thực hành thí nghiệm là vô cùng quan trọng Thực tế, việc dạy học HH ở trường phổ thông hiện nay tuy đã có nhiều quan tâm hơn đến hoạt động thực hành thí nghiệm cho HS, tuy nhiên vẫn còn nhiều hạn chế Có nhiều

lí do cho điều này như thiếu thốn cơ sở vật chất phục vụ thực hành thí nghiệm, NL triển khai thực hành thí nghiệm của GV và HS yếu, khó bố trí đủ thời gian để chuẩn

bị các thí nghiệm do khối lượng giảng dạy lí thuyết nhiều, và tâm lí ngại thực hiện thí nghiệm của bản thân GV Để giải quyết vấn đề thực tiễn này, gần đây đã có một

số nghiên cứu được tiến hành tập trung lên vấn đề thiết kế và sử dụng hiệu quả các BTTNHH trong dạy học nhằm giúp HS phát triển các phẩm chất và NL khác nhau được yêu cầu

Nhằm phát triển NL thực hành hoá học cho HS, luận văn của Nguyễn Thị Lan Phương (2013) [12], luận văn của Lê Thị Tươi (2016) [18] và luận văn của Đào Hồng Hạnh (2017) [8] đã tập trung xây dựng các bài tập HH có liên quan đến yếu tố thực hành thí nghiệm trong phần phi kim lớp 11 gồm Chương Nitrogen – Phosphorus, Chương Carbon – Silicon Trong khi đó, nhằm phát triển NLTNHH

6

cho HS, luận văn của Nguyễn Thị Hồng Quyên (2011) [16] đã nghiên cứu xây dựng

và nêu lên được các biện pháp sử dụng hệ thống BTTN trong dạy học phần HH phi kim ở trường THPT; tập trung vào các chương Halogen, Oxygen – Sulfur, Nitrogen – Phosphorus, và Carbon – Silicon Bên cạnh đó, luận văn của Đỗ Thị Diệu Linh (2017) [10] đã trình bày nghiên cứu phát triển NLTNHH thông qua dạy học chương kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm cho HS lớp 12 THPT Luận văn của Trần Thị Kim Phượng (2017) [14] đã trình bày nghiên cứu vận dụng phương pháp bàn tay nặn bột trong dạy học chương nhóm oxygen HH 10 nâng cao nhằm phát triển NLTNHH cho HS

Cũng đã có một số luận án tiến sĩ quan tâm đến phát triển NLTN cho HS; ví

dụ luận án tiến sĩ của Trương Xuân Cảnh (2015) [6] đã trình bày nghiên cứu về việc xây dựng và sử dụng BTTN trong dạy học Sinh học cơ thể thực vật - Sinh học 11 THPT nhằm phát triển NLTN cho HS Bên cạnh đó, cũng đã có một số công trình nghiên cứu đã được xuất bản trong các tạp chí khoa học tập trung đến vấn đề phát triển NLTN cho HS; ví dụ như bài báo của Nguyễn Thị Kim Ánh, Nguyễn Ngọc Thúy (2018) [1], Phạm Thị Bình, Đỗ Thị Quỳnh Mai, Hà Thị Thoan (2016) [3] và Trịnh Lê Hồng Phương, Lưu Thị Hồng Duyên (2015) [13]

Nhìn chung, các công trình nghiên cứu trên đã có những đóng góp ý nghĩa cả

về phát triển lí luận và thực tiễn cho vấn đề sử dụng BTTNHH trong dạy học HH để phát triển các phẩm chất và năng lực khác nhau cho HS Tuy nhiên, trong hầu hết các nghiên cứu trước đó, việc thiết kế các BTTNHH đã không được dựa trên một phương pháp hay một công cụ thiết kế bài tập có tính định hướng hệ thống rõ ràng; điều này dẫn đến việc các BTTNHH được thiết kế khá rời rạc, không đảm bảo tính

hệ thống, và rất có thể sẽ không giúp phát triển các phẩm chất và NL mục tiêu đã được đặt ra trước đó cho HS

Để việc dạy và học các BTTNHH được hiệu quả cao thì hai yêu cầu quan trọng nhất cần đảm bảo là: (1) Nội dung của các BTTNHH cần có tính hệ thống, logic, bổ trợ nhau, và phải phù hợp với nội dung và mức độ yêu cầu cần đạt được theo quy định trong Chương trình giáo dục phổ thông môn HH ban hành tháng 12 năm 2018 của Bộ GD&ĐT; (2) Hình thức và phương thức triển khai các BTTNHH

7

phải đảm bảo phù hợp về thời lượng và cấu trúc được quy định trong Chương trình giáo dục phổ thông 2018 của Bộ GD&ĐT; đồng thời phải phù hợp với điều kiện thực tế về NL GV, NL HS, cơ sở vật chất của mỗi trường học, và điều kiện kinh tế -

xã hội của địa phương Từ những lí do trên, trong luận văn này, tôi đã chọn Mô hình nghiên cứu bài học như một khung phương pháp để thiết kế hệ thống BTTNHH phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nguyên tố nitrogen nhằm phát triển đầy đủ NLTNHH cho HS phổ thông

1.2 Năng lực thực nghiệm hoá học và vấn đề phát triển năng lực thực nghiệm hoá học cho học sinh

1.2.1 Khái niệm và cấu trúc của năng lực thực nghiệm hoá học

Trước khi đi vào khái niệm và cấu trúc NLTNHH chúng ta cần thiết phải làm

rõ khái niệm NL, khái niệm TN, và khái niệm NLTN trong khoa học nói chung

Theo Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể 2018 của Bộ GD&ĐT [4]:

“Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức,

kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.” Theo đó, NL gồm 3 thành tố cơ bản, đó là: kiến thức, kĩ năng và thái

độ

TN được hiểu là quá trình thu thập, xử lí, phân tích thông tin, dữ liệu để kiểm chứng cho một giả thuyết khoa học hay một sự kiện nào đó [6] Như vậy, TN có nghĩa rộng hơn thí nghiệm, cụ thể: TN có thể được thực hiện bằng việc nghiên cứu, tổng hợp, xử lí, phân tích các tài liệu, các bằng chứng thu được…(ví dụ trong nhiều nghiên cứu về lịch sử, khảo cổ…); TN cũng có thể được thực hiện bằng việc theo dõi, quan sát các sự vật, hiện tượng vốn có trong tự nhiên (ví dụ trong nhiều nghiên cứu về thiên văn); và TN cũng có thể được thực hiện bằng việc tiến hành các thí nghiệm để tạo ra những biến đổi ở đối tượng nghiên cứu để quan sát, thu thập dữ liệu (ví dụ trong nghiên cứu về y học, sinh học, HH, vật lí…) [6]

NLTN là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ

và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa

8

dạng của cuộc sống [19] Theo đó, cấu trúc của NLTN bao gồm 4 NL thành phần:

NL hình thành giả thuyết TN; NL thiết kế phương án TN; NL tiến hành TN và thu thập kết quả TN; NL phân tích kết quả TN và rút ra kết luận NL hình thành giả thuyết TN là khả năng người học đưa ra những nhận định sơ bộ hay kết luận giả định có giá trị về bản chất sự vật NL thiết kế phương án TN là khả năng người học

đề xuất được các yếu tố cần thiết cho việc triển khai TN; bố trí TN và xác định được quy trình tiến hành TN để thu được kết quả mong muốn NL tiến hành TN và thu thập kết quả TN là khả năng người học sử dụng hợp lí, có hiệu quả các thiết bị, dụng cụ và quy trình thao tác kĩ thuật để tiến hành TN và quan sát, ghi chép, thu thập kết quả trong quá trình TN NL phân tích kết quả TN và rút ra kết luận là khả năng người học xử lí được các dữ liệu TN thu được, trình bày được mối quan hệ giữa các dữ liệu TN (vẽ bảng, biểu, sơ đồ, biểu đồ, đồ thị), phân tích mối quan hệ nhân quả để rút ra tính quy luật và đưa ra những kết luận có giá trị từ kết quả TN thu được [19]

Hiện nay có một số khái niệm NLTNH khác nhau Một trong các khái niệm NLTNHH được trích dẫn nhiều nhất là: “NLTNHH là khả năng người học huy động, tổng hợp tất cả những kiến thức HH đã có, kĩ năng cần thiết để xử lí thông tin, các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú khám phá tri thức mới, sự say mê học hỏi, niềm tin vào khoa học, ý chí kiên nhẫn để thực hiện thành công các thao tác,

kĩ thuật tiến hành thí nghiệm HH.” [3, 7] Hơn nữa, khung chương trình giáo dục phổ thông môn HH 2018 của Bộ GD&ĐT [5] đã quy đinh dạy học HH cần phát triển cho HS các NL cốt lõi và NL HH đặc thù với 03 NL thành phần chính gồm (1)

NL nhận thức HH, (2) NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới gốc độ HH, và (3) NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học Bởi vậy, trong luận văn này, chúng tôi xem NLTNHH dưới góc độ khái niệm mở rộng như sau:

“Năng lực thực nghiệm hoá học là khả năng người học huy động, tổng hợp tất cả những kiến thức hoá học đã có, các kĩ năng và thái độ cần thiết đểcó thể hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hoá học và vận dụng được kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết thành công một số vấn đề trong học tập, nghiên cứu khoa học và một số tình huống cụ thể trong thực tiễn.”

học để giải quyết thành công một số

vấn đề trong học tập, nghiên cứu

(Nguồn: Trích theo tài liệu [17])

1.2.2 Những biểu hiện của năng lực thực nghiệm hoá học

Bám sát yêu cầu mục tiêu được quy định trong Chương trình giáo dục phổ thông môn HH 2018 của Bộ GD&ĐT [5] và tham khảo các nghiên cứu trước như [7], [3], và “Hướng dẫn dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực học sinh cấp trung học phổ thông”, Tài liệu tập huấn của Vụ Giáo dục Trung học (2014) [19], trong Luận văn này, NLTNHH được xem xét đánh giá dưới các biểu hiện như Bảng 1.2

+ Phân tích được bối cảnh;

+ Nhận diện vấn đề và đặt các câu hỏi nghiên cứu liên quan;

+ Phân tích, sàng lọc các câu hỏi để hình thành giả thuyết thực nghiệm dựa trên cơ sở lí thuyết đã biết

2 NL lập kế hoạch TN + Xác định và lựa chọn được đối tượng TN;

+ Nêu được các nguyên vật liệu, trang thiết bị, dụng cụ, hoá chất cần thiết cho tiến hành TN; + Đề xuất được phương pháp TN: TN có cần đối chứng không? số lần lặp lại? nơi tiến TN?

+ Xác định được quy trình (các bước) kĩ thuật để thực hiện phương pháp TN đã đề xuất;

+ Dự đoán kết quả của TN sẽ thu được

3 NL tiến hành kế hoạch

TN

+ Tiến hành các thao tác kĩ thuật theo đúng quy trình; + Sử dụng hợp lí, khéo léo các thiết bị, dụng cụ, hoá chất trong từng thao tác;

+ Tiến hành quan sát, ghi chép, thu thập các dữ liệu thu được từ TN

+ Xử lí các dữ liệu TN thu được để chuyển từ dữ liệu “thô” thành dữ liệu “tinh”;

+ Phân tích được kết quả TN sau khi đã xử lí;

+ Biểu diễn được kết quả TN một cách khoa học; + Giải thích được kết quả TN thu được và rút ra được kết luận khoa học

bảo vệ môi trường

+ Nhận diện được ưu thế NLTNHH của bản thân; + Nhận diện được các vấn đề phát triển bền vững

xã hội và bảo vệ môi trường hiện nay;

+ Đề xuất được các giải pháp, hành động ứng xử phù hợp với các tình huống thực tiễn

(Nguồn: Trích dẫn theo tài liệu [17])

1.2.3 Biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm hoá học

Theo Chương trình giáo dục phổ thông môn HH 2018 của Bộ GD&ĐT [5],

để hình thành, phát triển NL đặc thù HH phương pháp dạy học cần bám sát các biện pháp, kĩ thuật sau:

12

- Để phát triển NL nhận thức HH, GV tạo cho HS cơ hội huy động những hiểu biết, kinh nghiệm sẵn có để tham gia hình thành kiến thức mới Chú trọng tổ chức các hoạt động kết nối kiến thức mới với hệ thống kiến thức đã học như: so sánh, phân loại, hệ thống hoá kiến thức, vận dụng kiến thức đã học để giải thích các sự vật, hiện tượng hay giải quyết vấn đề đơn giản

- Để phát triển NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ HH, GV vận dụng một số phương pháp dạy học có ưu thế như: phương pháp trực quan (đặc biệt là thực hành thí nghiệm ), phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề, phương pháp dạy học theo dự án tạo điều kiện để HS đưa ra câu hỏi, xác định vấn đề cần tìm hiểu, tự tìm các bằng chứng để phân tích thông tin, kiểm tra các dự đoán, giả thuyết qua việc tiến hành thí nghiệm, hoặc tìm kiếm, thu thập thông tin qua sách, mạng internet ; đồng thời chú trọng phát triển tư duy HH cho HS thông qua các bài tập HH đòi hỏi

tư duy phản biện, sáng tạo (bài tập mở, có nhiều cách giải ), các bài tập có nội dung gắn với thực tiễn thể hiện bản chất HH, giảm các bài tập tính toán

- Để phát triển NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học, GV tạo cơ hội cho HS được đọc, tiếp cận, trình bày thông tin về những vấn đề thực tiễn cần đến kiến thức HH

và đưa ra giải pháp GV cần quan tâm rèn luyện các kĩ năng phát hiện vấn đề; lập kế hoạch nghiên cứu; giải quyết vấn đề (thu thập, trình bày thông tin, xử lí thông tin để rút ra kết luận); đánh giá kết quả giải quyết vấn đề; nêu giải pháp khắc phục, cải tiến; đồng thời kết hợp giáo dục STEM trong dạy học nhằm phát triển cho HS khả năng tích hợp các kiến thức, kĩ năng của các môn Toán, Công nghệ, Kĩ thuật và Khoa học(HH) vào việc nghiên cứu giải quyết một số tình huống thực tiễn

1.3 Bài tập thực nghiệm hoá học

1.3.1 Khái niệm bài tập thực nghiệm hoá học

Trên cơ sở tham khảo các tài liệu là các luận văn của Bạch Thị Cẩm Nhung [11], Nguyễn Thị Lan Phương [12], Nguyễn Ngọc Quang [15], Nguyễn Thị Hồng Quyên [16], trong luận văn này BTTN được định nghĩa như sau:

“Bài tập thực nghiệm là các bài tập chứa đựng các thông tin xuất phát từ các hiện tượng, tình huống diễn ra trong phòng thí nghiệm, quá trình sản xuất, cuộc sống hằng ngày, và môi trường tự nhiên đã được đơn giản hoá, lí tưởng hoá nhưng

13

vẫn chứa đựng các yếu tố quan trọng của thực tiễn Những bài tập hoá học này thường đưa thêm các điều kiện, giả thiết phù hợp, hạn chế những yếu tố không cần thiết cho phép người học tiếp cận với các vấn đề hoá học theo ý đồ của người dạy.”

1.3.2 Tác dụng của bài tập thực nghiệm hoá học

BTTNHH là một trong những phương tiện có hiệu quả để tăng cường và định hướng hoạt động tư duy và phát triển NLTN cho HS BTTNHH về tổng thể sẽ giúp

HS phát triển toàn diện cả kiến thức, kĩ năng, và thái độ trong quá trình học tập

Theo Chương trình giáo dục phổ thông môn HH 2018 của Bộ GD&ĐT [5], các BTTNHH có thể mang đến tác dụng tích cực đối với HS như sau:

- Phát triển các NL cốt lỗi gồm NL tự chủ và tự học, NL giao tiếp và hợp tác, NL giải quyết vấn đề và sáng tạo;

- Phát triển nhận thức HH về các kiến thức cơ sở như cấu tạo chất; các quá trình HH; các dạng năng lượng và bảo toàn năng lượng; một số chất HH cơ bản và chuyển hoá HH; một số ứng dụng của HH trong đời sống và sản xuất

- Phát triển NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ HH như NL quan sát, thu thập thông tin; phân tích, xử lí số liệu; giải thích; dự đoán được kết quả nghiên cứu một số sự vật, hiện tượng trong tự nhiên và đời sống

- Phát triển NL vận dụng kiến thức kĩ năng đã học để giải quyết một số vấn đề trong học tập, nghiên cứu khoa học và một số tình huống cụ thể trong thực tiễn; giải thích các hiện tượng HH trong tự nhiên; sự ảnh hưởng của HH đến kinh tế, sức khoẻ, môi trường và các hoạt động sản xuất… tạo sự say mê hứng thú học tập, làm phát triển

NL nghiên cứu HH cho HS

- Giáo dục tư tưởng, đạo đức, tác phong lao động; rèn luyện tính kiên nhẫn, trung thực, sáng tạo, chính xác, khoa học; rèn luyện tác phong lao động có tổ chức, có kế hoạch, có kỉ luật, có văn hoá; giáo dục tinh thần trách nhiệm, lòng tin đối với công việc…

1.3.3 Yêu cầu bài tập thực nghiệm hoá học

Để đáp ứng các yêu cầu phát triển phẩm chất và NL cho HS được quy định trong Chương trình giáo dục phổ thông môn HH 2018 của Bộ GD&ĐT [5], nội

yêu cầu sau [9]:

- Nội dung BTTNHH phải gắn liền với thực

tiễn, đời sống, xã hội, cộng đồng Phương

pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính

tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS,

phù hợp với đặc điểm từng lớp học, môn học,

bồi dưỡng phương pháp tự học… rèn luyện kĩ

năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác

động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú

học tập cho HS

- Nội dung BTTNHH cần chứa đựng các yếu

tố phát triển các kĩ năng thực hành gồm kĩ năng tiến hành thí nghiệm, kĩ năng làm việc nhóm, kĩ năng hợp tác và giao tiếp, kĩ năng thu thập và xử lí dữ liệu, và kĩ năng phân tích và viết báo cáo kết quả Để từ đó giúp HS làm quen với tác phong làm việc khoa học, rèn luyện đức tính cẩn thận, kiên nhẫn, làm việc nguyên tắc, và củng

cố niềm tin vào khoa học

- Nội dung BTTNHH phải chứa đựng các yếu tố phát triển tư duy, cần chú ý tạo cơ hội cho HS được đọc, tiếp cận, trình bày thông tin về những vấn đề thực tiễn cần đến kiến thức HH và đưa ra giải pháp; để từ đó rèn luyện các kĩ năng giải quyết vấn

đề cho HS: phát hiện vấn đề; lập kế hoạch nghiên cứu; giải quyết vấn đề (thu thập, trình bày thông tin, xử lí thông tin để rút ra kết luận); đánh giá kết quả giải quyết vấn đề; nêu giải pháp khắc phục, cải tiến

- BTTNHH cần chú ý tạo cho HS cơ hội huy động những hiểu biết, kinh nghiệm sẵn

có để tham gia hình thành kiến thức mới Cần chú ý tổ chức các hoạt động so sánh, phân loại, hệ thống hoá kiến thức; vận dụng kiến thức đã được học để giải thích các

Hình 1.1 Các yêu cầu của bài tập thực nghiệm hóa học

(Nguồn: Trích từ tài liệu tham khảo

[9])

GV, NL của HS, cơ sở vật chất phòng thí nghiệm của trường học, và các điều kiện khác (ví dụ bài tập theo phương thức tham quan thực nghiệm cần xem xét các điều kiện để có thể tổ chức buổi tham quan đạt yêu cầu)

Mức độ 2: Mức hệ thống, GV cần thiết xây dựng các bài tập thực nghiệm sao chúng

có tính hệ thống - liên thông, có tích logic, và bổ sung nhau [9]

Tính hệ thống - liên thông nhau nghĩa là các bài tập toàn khoá cần hợp lí; tránh trùng lặp nhiều về phương thức thực hiện; các bài tập sau cần kế thừa, liên thông kiến thức và kĩ năng thực hành từ các bài tập trước; tránh quá tập trung phát triển một NL nào đó mà lại thiếu tập trung phát triển các NL khác cho HS Tính logic nghĩa là hệ thống các bài tập cần đảm bảo hợp lí, cần phát triển các kiến thức và kĩ năng TN cho HS từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, tránh ra các bài tập TN phức tạp ngay từ những bài học đầu tiên của khoá học Tính bổ sung nhau nghĩa là các bài học cần có sự kế thừa đồng thời cần bổ trợ nhau để phát triển kiến thức và năng lực yêu cầu cho HS Mỗi kiến thức hay mỗi năng lực yêu cầu rất có thể sẽ cần nhiều BTTN với nội dung khác nhau và phương thức thực hiện khác nhau Tính bổ sung hệ thống còn để đảm bảo rằng hệ thống BTTN sẽ đảm bảo sự lưu tâm và phát triển được toàn bộ các phẩm chất và NL yêu cầu, không bỏ sót mục tiêu nào cho

đến khi kết thúc khoá học

1.3.4 Phân loại phương thức thực hiện bài tập thực nghiệm hoá học

Nhằm hỗ trợ việc xây dựng hệ thống BTTNHH hiệu quả, cần phân biệt các dạng bài tập xét đồng thời cả về khía cạnh người thực hiện, hình thức thực hiện, và tính khả thi trong bối cảnh dạy học THPT Nhìn chung có thể phân biệt 3 dạng chính gồm (1) BTTN thông qua thực hành thí nghiệm; (2) BTTN thông qua mô phỏng thí nghiệm, hiện tượng, và (3) BTTN thông qua hoạt động tham quan thực tế Hình 1.2 trình bày tổng quát các dạng BTTNHH được xác định [9]

thực hiện, trình bày trước HS; là một

trong các hình thức thí nghiệm quan

trọng trong dạy học HH ở trường phổ

thông Ưu điểm của nó là nhanh,

dụng cụ được chuẩn bị chu đáo, có

chọn lọc, thường ít và đơn giản; và có

khả năng thực hiện những thí nghiệm

phức tạp

Dạng 1b: Thí nghiệm bởi GV trong

phòng thí nghiệm Đối với những hoá chất độc hại hay chất có thể gây nổ thì

phương thức này là lựa chọn tối ưu

Dạng 1c: Thí nghiệm được thực hiện bởi từng HS trong phòng thí nghiệm GV yêu

cầu từng HS phải tiến hành các thí nghiệm riêng lẻ trong phòng thí nghiệm dưới giám sát của GV và trợ giảng, sau đó HS viết báo cáo kết quả

Dạng 1d: Thí nghiệm được thực hiện bởi HS theo từng nhóm trong phòng thí

nghiệm Với phương thức này, một số HS thay nhau làm thí nghiệm, số còn lại quan

sát, theo dõi, thảo luận nhóm; đấy là cách tổ chức học rất hiệu quả, cần phát triển

Dạng 1e: Thí nghiệm ngoại khoá Thường được tổ chức trong các buổi ngoại khoá,

trong các ngày hội HH vui

Dạng 1f: HS thực hiện thí nghiệm ở nhà Trong những trường hợp cho phép, GV có

thể giao nội dung, hướng dẫn cách tiến hành để HS thực hiện các thí nghiệm ở nhà

Dạng 2 BTTN thông qua mô phỏng

Đây là hình thức phù hợp cho những thí nghiệm phức tạp, khó thực hiện, thời gian tiến hành lâu, hay thí nghiệm độc hại

Dạng 2a: BTTN thông qua các băng hình, video quay lại quá trình thí nghiệm của

người khác, hoặc một quá trình hiện tượng tự nhiên Thường dùng với những quá

Hình 1.2 Các phương thức thực hiện bài tập thực nghiệm hóa học

(Nguồn: Trích từ tài liệu tham khảo [9])

17

trình xảy ra chậm, cần nhiều thời gian hoặc những thí nghiệm mà độ an toàn thấp Khi giải bài tập này, HS cần theo dõi đoạn video và vận dụng kiến thức đã học để trả lời

Dạng 2b: BTTN thông qua mô phỏng quá trình thí nghiệm bằng lời nói, trình bày

viết Đây là dạng BTTN mà HS cần sử dụng kiến thức và kĩ năng thực hành đã có

để trình bày cách tiến hành các thao tác thí nghiệm mà không phải làm thí nghiệm

Dạng 2c: BTTN thông qua mô phỏng thí nghiệm bằng hình vẽ Khi giải dạng bài tập

này HS cần tư duy về kiến thức HH, có kiến thức thực hành và dùng hình vẽ để giải

Dạng 2d: BTTN thông qua mô phỏng thí nghiệm qua các video được tạo lập bởi

các phần mềm (thí nghiệm ảo)

Dạng 3 BTTN thông qua hoạt động tham quan thực tế (đến các nhà máy sản xuất

(3a), xem các hiện tượng thực tế (3b))

1.4 Thực trạng sử dụng bài tập thực nghiệm hoá học để phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh ở trường trung học phổ thông

1.4.1 Mục đích và nội dung điều tra

Mục đích điều tra nhằm có cái nhìn khách quan về thực trạng thiết kế và sử dụng hệ thống BTTNHH trong quá trình dạy học ở các trường THPT để từ đó làm căn cứ xây dựng mục tiêu nghiên cứu của đề tài Nội dung điều tra bao gồm: [15]

Đối với GV:

(1) Nhận thức về NLTNHH cần phát triển cho HS?

(2) Đánh giá NLTNHH của HS THPT hiện nay?

(3) Tần suất, các dạng, và phương thức BTTNHH được sử dụng trong dạy học ở các trường THPT hiện nay?

(4) Phương pháp thiết kế hệ thống BTTNHH mà các GV đang áp dụng như thế nào? (5) Các khó khăn, thách thức trong quá trình thiết kế và sử dụng BTTNHH vào dạy học ở trường THPT hiện nay?

(6) Các đề xuất, kiến nghị giải pháp nâng cao hiệu quả thiết kế và sử dụng BTTNHH trong dạy học THPT?

Đối với HS 11:

(1) Mức độ hứng thú, tập trung học với BTTNHH?

(2) Đánh giá NLTNHH của học sinh lớp 11?

18

(3) Khó khăn trong việc tiếp thu các BTTNHH?

(4) Các đề xuất, kiến nghị giải pháp nâng cao hiệu quả dạy và học BTTNHH trong dạy học THPT?

1.4.2 Phương pháp và đối tượng điều tra

1.4.2.1 Thiết kế phiếu điều tra

Phiều điều tra đối với GV gồm 3 phần; Phần I là các câu hỏi thông tin về trình độ đào tạo, thâm niên dạy học, và đơn vị đang công tác; Phần II là các câu hỏi bán mở về thực trạng thiết kế và sử dụng BTTNHH nhằm phát triển NLTNHH tại các trường THPT Phần III là một câu hỏi mở để GV đưa ra các kiến nghị, đề xuất nhằm góp phần nâng cao hiệu quả thiết kế và sử dụng BTTNHH trong dạy học cấp THPT Mẫu phiếu điều tra chi tiết tại Phụ lục 4

Phiếu điều tra đối với HS gồm 3 phần; Phần I là các câu hỏi thông tin về giới tính, lớp học, và trường học; Phần II là các câu hỏi bán mở về thực trạng học BTTNHH; Phần III là câu hỏi mở về đề xuất, kiến nghị nhằm nâng cao hiệu quả dạy

và học BTTNHH ở trường THPT? Mẫu phiếu điều tra chi tiết tại Phụ lục 5

1.4.2.2 Phạm vi và đối tượng điều tra

Phạm vi điều tra: Thực trạng thiết kế và sử dụng BTTNHH để phát triển NLTNHH tại 5 trường THPT ở huyện Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh gồm trường THPT Hương Sơn, trường THPT Lê Hữu Trác, trường THPT Lí Chính Thắng, trường THPT Cao Thắng, và trường THPT Dân lập Nguyễn Khắc Viện Thời gian tiến hành điều tra từ tháng 11/2018 đến 02/2019

Đối tường điều tra: Các GV dạy môn HH có thâm niên trên 5 năm và các HS lớp 11,12 tại 5 trường THPT ở huyện Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh

1.4.2.3 Thủ tục điều tra

- Phiếu điều tra được gửi đến các GV dạy môn HH tại các trường THPT trên địa bàn huyện Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh trực tiếp bởi cán bộ nghiên cứu hoặc thông qua các GV khác Đặc biệt, nhiều phiếu điều tra cũng được gửi qua email và trang mạng

xã hội facebook đến các GV

19

- Phiếu điều ra gửi đến các HS lớp 11,12 thuộc các trường THPT trên địa bàn huyện Hương Sơn thông qua GV dạy học môn HH

1.4.3 Đánh giá kết quả điều tra

1.4.3.1 Phân tích kết quả điều tra GV

Nghiên cứu thu được 22 phiều điều tra phản hồi trên tổng số 31 GV hiện đang dạy môn HH tại 5 trường THPT trên địa bàn huyện Hương Sơn, đạt tỷ lệ 71%

Số liệu phản hồi được phân tích dưới đây: [15]

(a) Nhận thức về NLTNHH cần phát triển cho HS

- Về nhận thức NL thành phần của NLTNHH cần phát triển cho HS:

Biểu đồ 1.1 Phần trăm số GV nhận diện các NL này là

- Về mức độ quan trọng của việc phát triển NLTNHH cho HS phổ thông:

Biểu đồ 1.2 Mức độ quan trọng của việc phát triển NLTNHH cho HS phổ thông

(Nguồn: Trích từ tài liệu [17])

Kết quả cho thấy, phần lớn GV đều đánh giá NLTNHH là rất quan trọng cần được phát triển cho HS

(2) Đánh giá NLTNHH của học sinh THPT hiện nay

Quan trọng 18%

Không quan trọng 0%

21

Kết quả khảo sát chỉ ra rằng 5 trong 7 NLTNHH thành phần đã bị đánh giá trong khoảng từ “thấp” đến “vừa”, chỉ có 2 NL thành phần nhận được điểm từ “vừa” đến “cao” (nhưng điểm cũng rất thấp chỉ 3.1 và 3.3 tương ứng) là NL2: NL lập kế hoạch TN; và NL4: NL phát hiện, giải thích được một số hiện tượng tự nhiên

(3) Tần suất và các dạng BTTNHH được sử dụng trong dạy học ở các trường THPT hiện nay

Bảng 1.3 Tần suất và các dạng BTTNHH được sử dụng trong dạy học ở các trường Dạng

BTTNHH

Số GV lựa chọn tần suất sử dụng các dang BTTNHH (có 22 GV khảo sát)

(Ghi chú: Các dạng BTTNHH: Dạng 1a: Thí nghiệm bởi GV trên lớp; Dạng 1b: Thí

nghiệm bởi GV trong phòng thí nghiệm; Dạng 1c: Thí nghiệm được thực hiện bởi từng cá nhân trong phòng thí nghiệm; Dạng 1d: Thí nghiệm được thực hiện bởi HS theo từng nhóm trong phòng thí nghiệm; Dạng 1e: Thí nghiệm ngoại khoá; Dạng 1f: HS thực hiện thí nghiệm ở nhà; Dạng 2a: BTTN thông qua các băng hình, video quay lại quá trình thí nghiệm của người khác, hoặc một quá trình hiện tượng tự nhiên; Dạng 2b: BTTN thông qua mô phỏng quá trình thí nghiệm bằng lời nói, trình bày viết; Dạng 2c: BTTN thông qua mô phỏng thí nghiệm bằng hình vẽ; Dạng 2d: BTTN thông qua mô phỏng thí nghiệm qua các video được tạo lập bởi các phần mềm (thí nghiệm ảo); Dạng 3 BTTN thông qua hoạt động tham quan thực tế.)

- Hoạt động thí nghiệm bởi GV trên lớp hay trong phòng thí nghiệm và hoạt động thí nghiệm được thực hiện bởi HS theo từng nhóm trong phòng thí nghiệm được hầu hết các GV sử dụng, tuy nhiên tần suất là rất ít

(4) Phương pháp thiết kế BTTNHH mà các GV đang áp dụng

Biểu đồ 1.4 Phương pháp thiết kế BTTNHH mà các GV đang áp dụng

(Nguồn: Trích từ tài liệu [17])

Kết quả khảo sát cho thấy gần như hầu hết các GV đều vận dụng cả hai phương pháp là tham khảo, lựa chọn BTTNHH từ các tài liệu và tự thiết kế BTTNHH (82%); trong khi đó, có 18% chỉ sử dụng các BTTNHH được tham khảo

từ các tài liệu, và 0% GV chỉ sử dụng các BTTNHH được tự mình thiết kế Kết quả cũng chỉ ra, 100% GV thừa nhận rằng họ thực sự không có kĩ thuật thiết kế các BTTNHH rõ ràng, có tính hệ thống, chủ yếu dựa trên kinh nghiệm và kiến thức cá nhân của mỗi người

Tham khảo, lựa chọn

từ các tài liệu 18%

Tự thiết

kế BTTNH H 0%

23

(5) Các khó khăn, thách thức trong quá trình thiết kế và sử dụng BTTNHH vào dạy học ở trường THPT hiện nay

Kết quả khảo sát giúp nhận diện được các khó khăn thách thức trong thiết kế

và sử dụng BTTNHH tại các trường trên địa bàn huyện Hương Sơn như bảng sau:

Bảng 1.4 Khó khăn, thách thức trong quá trình thiết kế và sử dụng BTTNHH

1 Lớp đông nên khó quản lí giờ thực hành thí nghiệm 20

3 Thiết bị thí nghiệm cũ nguy cơ mất an toàn 22

4 Không có nhiều thời gian để chuẩn bị thí nghiệm do thời

lượng dạy lí thuyết quá nhiều

6 Ý thức khi tham gia các thí nghiệm hoá học của HS thấp, dẫn

đến nhiều nguy cơ mất an toàn

22

7 Giáo viên có ít kinh nghiệm trong thiết kế các dạng BTTNHH

khác nhau, dẫn đến việc dạy học qua các BTTN chưa đảm bảo

yêu cầu phát triển NLTNcho HS

19

Từ số liệu thu được, có thể thấy hầu hết các GV đều cho rằng thiết kế và sử dụng BTTNHH gặp rất nhiều khó khăn, thách thức như: Lớp đông nên khó quản lí giờ thực hành thí nghiệm, không có đủ thiết bị thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm cũ nguy cơ mất an toàn cao, không có nhiều thời gian để chuẩn bị thí nghiệm do thời lượng dạy lí thuyết quá nhiều, cơ sở vật chất dạy học của trường không đủ điều kiện

để thiết kế và sử dụng các dạng BTTNHH khác ngoài hình thức vẽ hình, lời nói để

mô tả quá trình thực nghiệm trên bảng, ý thức khi tham gia các thí nghiệm HH của

HS thấp, dẫn đến nhiều nguy cơ mất an toàn, và đặc biệt, hầu hết GV (19/22 GV khảo sát) thừa nhận rằng họ có ít kinh nghiệm trong thiết kế các dạng BTTNHN

(6) Các đề xuất, kiến nghị giải pháp nâng cao hiệu quả thiết kế và sử dụng BTTNHH trong dạy học THPT

Các GV được điều tra đã đề xuất một số giải pháp đáng lưu tâm sau:

- Cần đẩy mạnh trang thiết bị tin học, lớp học kết nối mạng internet để GV và HS tận dụng kho dữ liệu số khổng lồ trên mạng để hỗ trợ dạy học các BTTNHH ở dạng

số, giúp hạn chế được các rào cản về cơ sở thiết bị thí nghiệm và ý thức thực hành thí nghiệm kém của HS hiện nay

- Cần thiết có một khung hướng dẫn giúp việc thiết kế BTTNHH có tính hệ thống nhằm nâng cao tính hiệu quả trong việc phát triển NLTNHH cho HS

1.4.3.2 Phân tích kết quả điều tra học sinh

Cuộc khảo sát thu được 341 phiếu trả lời từ các HS học khối 11,12 từ 5 trường trên địa bàn huyện Hương Sơn Trong đó, có tới 322 (tương đương 94.5%) HS đang lựa chọn theo học môn HH để thi đại học Kết quả được phân tích cụ thể dưới đây:

(1) Mức độ hứng thú, tập trung học với BTTNHH

Biểu đồ 1.5 Mức độ hứng thú, tập trung học với BTTNHH

(Nguồn: Trích từ tài liệu [17])

Không thích 7%

Bình thường 30%

Thích 48%

Rất thích 15%

25

Kết quả chỉ ra hầu hết HS có hứng thú, tập trung vào việc học HH thông qua các BTTNHH Chỉ 7% phản ánh họ hoàn toàn không thích học qua BTTNHH Con

số này là phù hợp khi mà trong số 341 HS trả lời, có 5.5% HS không chọn môn HH

để thi đại học trong năm tới

- Tất cả 100% HS đều đánh giá rất thích học các BTTN thông qua các băng hình, video quay lại quá trình thí nghiệm của người khác, hoặc một quá trình hiện tượng

tự nhiên;

- Ngược lại cũng có gần như 100% HS đánh giá không thích hoặc bình thường đối với dạng BTTN thông qua mô phỏng quá trình thí nghiệm bằng lời nói, trình bày viết hoặc bằng hình vẽ;

- Cuối cùng, đáng lưu ý là HS cũng phản hồi rằng họ chưa hề có trải nghiệm học

TN qua hình thức dạng thí nghiệm ngoại khoá, BTTN thông qua mô phỏng thí nghiệm qua các video được tạo lập bởi các phần mềm (thí nghiệm ảo), và BTTN thông qua hoạt động tham quan thực tế

Bảng 1.5 Mức độ thích thú của HS đối với mỗi dạng BTTNHH

Bình thường

(Ghi chú: Các dạng BTTNHH: Dạng 1a: Thí nghiệm bởi GV trên lớp; Dạng 1b: Thí

nghiệm bởi GV trong phòng thí nghiệm; Dạng 1c: Thí nghiệm được thực hiện bởi từng cá nhân trong phòng thí nghiệm; Dạng 1d: Thí nghiệm được thực hiện bởi HS theo từng nhóm trong phòng thí nghiệm; Dạng 1e: Thí nghiệm ngoại khoá; Dạng 1f: HS thực hiện thí nghiệm ở nhà; Dạng 2a: BTTN thông qua các băng hình, video quay lại quá trình thí nghiệm của người khác, hoặc một quá trình hiện tượng tự nhiên; Dạng 2b: BTTN thông qua mô phỏng quá trình thí nghiệm bằng lời nói, trình bày viết; Dạng 2c: BTTN thông qua mô phỏng thí nghiệm bằng hình vẽ; Dạng 2d: BTTN thông qua mô phỏng thí nghiệm qua các video được tạo lập bởi các phần mềm (thí nghiệm ảo); Dạng 3 BTTN thông qua hoạt động tham quan thực tế.) (3) Khó khăn trong việc tiếp thu các BTTNHH

Nhìn chung, ý kiến phản hồi của HS đều tập trung đánh giá việc không đủ điều kiện thiết bị thí nghiệm là một rào cản khó khăn chính

(4) Các đề xuất, kiến nghị giải pháp nâng cao hiệu quả dạy và học BTTNHH trong dạy học THPT

Khảo sát cùng điều tra các kiến nghị của HS và kết quả cho thấy giải pháp ứng dụng công nghệ thông tin, kết nối Internet tới lớp học để tận dụng kho dữ liệu

số hỗ trợ dạy học BTTNHH nhận được rất nhiều ý kiến đồng tình Một số ý kiến cũng nhận xét việc có quá nhiều BTTNHH dưới dạng viết, vẽ hình trên bảng đã làm

họ mất hứng thú với việc học thực nghiệm Kết quả này là rất trùng hợp với ý kiến

đề xuất của các GV

1.4.4 Nhận xét chung

Từ kết quả điều tra trên, tôi nhận thấy rằng tuy BTTNHH là một phần quan trọng khi dạy học bộ môn HH nhưng việc sử dụng dạng bài tập này còn rất nhiều hạn chế, mà lí do chính bao gồm: (1) cơ sở vật chất trường học yếu, (2) GV chưa chủ

Trong Chương 1, luận văn đã trình bày các nội dung sau:

(1) Đã phân tích được những hạn chế của khái niệm NLTNHH được nêu trong các công trình nghiên cứu trước đây và đã nêu một khái niệm mở rộng của NLTNHH, cấu trúc và các biểu hiện của nó dựa theo Chương trình giáo dục phổ thông môn HH

28

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM PHẦN NGUYÊN TỐ NITROGEN VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NGUYÊN TỐ NITROGEN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1 Phân tích chương trình phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của

nguyên tố nitrogen

2.1.1 Thời lượng giảng dạy phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nitrogen

Theo Chương trình giáo dục phổ thông môn HH mới ban hành năm 2018 của

Bộ GD&ĐT, phần nguyên tố Nitrogen và các hợp chất của nguyên tố nitrogen nằm

ở cả 2 lớp 11, 12 THPT Trong đó phần đơn chất nitrogen và các hợp chất vô cơ của nguyên tố nitrogen thuộc chương 2: Nitrogen và sulfur,chiếm tỉ lệ 14% chương trình HH lớp 11 (10/70 tiết cả chương trình 11), và phần các hợp chất hữu cơ của nguyên tố nitrogen thuộc chương 3: Hợp chất chứa nitrogen,chiếm tỉ lệ 9% tổng chương trình HH lớp 12 (7/70 tiết toàn chương trình lớp 12) Dự kiến phân phối số tiết trong các chương như Bảng 2.1 và Bảng 2.2

Bảng 2.1 Phân phối số tiết trong Chương 2: Nitrogen và Sulfur (HH 11)

Chương 2: Nitrogen và Sulfur (Hoá học 11)

29

Bảng 2.2 Phân phối số tiết trong Chương 3: Hợp chất chứa nitrogen (HH12)

Chương 3: Hợp chất chứa nitrogen (Hoá học 12)

2.1.2 Mục tiêu dạy học phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nitrogen

Theo Chương trình giáo dục phổ thông môn HH của Bộ GD&ĐT ban hành

2018 [5], sau khi học phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nguyên tố nitrogen (bao gồm cả HH 11 và HH 12), HS cần đạt được:

a Về kiến thức

- HS nêu được các khái niệm chính: amine, amino acid, peptide, protein…

- HS viết được CTCT, gọi tên của nitrogen và một số hợp chất của nitrogen: ammonia, muối ammonium, hợp chất chứa oxygen của nitrogen, amine, amino acid, peptide, protein…

- HS nêu được đặc điểm về tính chất vật lí của nguyên tố nitrogen và hợp chất chứa nitrogen

- HS trình bày được các tính chất hoá học cơ bản của nguyên tố nitrogen và hợp chất của nitrogen

- HS trình bày được các ứng dụng của nguyên tố nitrogen và hợp chất của nirogen trong đời sống và sản xuất

- HS phân tích và giải thích được nguyên nhân của 1 số quá trình, hiện tượng trong

tự nhiên: quá trình tạo và cung cấp nitrate cho đất từ mưa, hiện tượng mưa acid, hiện tượng phú dưỡng hoá …

- Rèn kĩ năng quan sát, giải thích nguyên nhân các hiện tượng xảy ra trong tự nhiên

- Rèn kĩ năng thuyết trình, làm việc nhóm trong quá trình học tập

- Rèn kĩ năng giải bài tập định tính, bài tập định lượng trong phần nguyên tố

nitrogen và hợp chất chứa nitrogen

- Phân biệt được 1 số chất chứa nguyên tố nitrogen với các chấtkhác theo phương pháp HH

c Về thái độ

- Tích cực, nghiêm túc, sáng tạo trong nghiên cứu khoa học

- Có ý thức bảo vệ môi trường

- Học HH gắn liền với cuộc sống

d Về định hướng hình thành và phát triển năng lực

Theo Chương trình giáo dục phổ thông môn HH của Bộ GD&ĐT ban hành

2018 [5], nội dung kiến thức phần nguyên tố nitrogen và các hợp chất của nguyên tố nitrogen (HH 11 và HH 12) được quy định như sau:

Bài học: Đơn chất nitrogen

- Phát biểu được trạng thái tự nhiên của nguyên tố nitrogen

- Giải thích được tính trơ của đơn chất nitơ ở nhiệt độ thường thông qua liên kết và

giá trị năng lượng liên kết

- Trình bày được sự hoạt động của đơn chất nitrogen ở nhiệt độ cao đối với hydrogen, oxygen Liên hệ được quá trình tạo và cung cấp nitrate cho đất từ nước mưa