Phát triển năng lực tự học hóa học cho học sinh thông qua sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm chương kim loại kiềm kim loại kiềm thổ nhôm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC BÙI MINH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THÔNG QUA SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CHƯƠNG KIM LOẠI KIỀM – KIM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

BÙI MINH HƯỚNG

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THÔNG QUA SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CHƯƠNG KIM LOẠI KIỀM – KIM LOẠI KIỀM THỔ - NHÔM

LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM HÓA HỌC

HÀ NỘI – 2019

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

BÙI MINH HƯỚNG

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THÔNG QUA SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CHƯƠNG KIM LOẠI KIỀM – KIM LOẠI KIỀM THỔ - NHÔM

LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM HÓA HỌC

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tác giả xin cảm ơn trường Đại học giáo dục- Đại học quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Tiếp theo, tác giả xin cảm ơn ban chủ nhiệm khoa , các quý thầy cô đã giảng dạy lớp cao học khóa K13 chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Hóa học đã giảng dạy và chỉ bảo tận tình để tác giả có thể hoàn thành luận văn của mình

Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Hữu Chung thuộc khoa Hóa học, Trường Đại học giáo dục- Đại học quốc gia Hà Nội đã chỉ bảo, hướng dẫn rất tận tình trong qua trình tác giả nghiên cứu đề tài này Ngoài ra, tác giả xin cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa, đã cho tác giả những ý kiến đóng góp vô cùng quý báu

Tác giả cũng xin gửi lời tri ân đến gia đình, bạn bè, người thân và đồng nghiệp và các em học sinh trung tâm GDNN- GDTX quận Tây Hồ đã luôn ủng hộ

và sát cánh cùng tác giả trong quá trình học tập

Một lần nữa xin trân trọng cảm ơn!

Tác giả

Bùi Minh Hướng

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Biểu hiện năng lực tự học 11

Bảng 1.2 Các phương pháp sử dụng thí nghiệm hóa học 13

Bảng 1.3 Một số hóa chất thí nghiệm minh họa 23

Bảng 1.4 Ý kiến GV về hiệu quả sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry trong dạy học hóa học 26

Bảng 1.5 Ý kiến GV về NLTH môn hóa học của HS ở trường THPT 27

Bảng 2.1 Bộ công cụ đánh giá mức độ năng lực tự học của HS THPT với môn Hóa 100 Bảng 3.1 Các lớp thức nghiệm và đối chứng 121

Bảng 3.2 Điểm bài kiểm tra lần 1 122

Bảng 3.3 Điểm bài kiểm tra lần 2 122

Bảng 3.4 Điểm bài kiểm tra 2 lần 123

Bảng 3.5 Phân phối tần suất của 2 bài kiểm tra 123

Bảng 3.6 Phân phối tần suất tích lũy của 2 bài kiểm tra 124

Bảng 3.7 Tổng hợp kết quả học tập của 2 bài kiểm tra 126

Bảng 3.8 Tổng hợp các tham số đặc trưng của 2 bài kiểm tra 128

Bảng 3.9 Nhận xét của GV khi có sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry 130

Bảng 3.10 Ý kiến của HS khi có sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry 132

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 1.1 Tần suất GV sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm trong hóa học 25

Biểu đồ 1.2 Tần suất GV sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry 26

Biểu đồ 1.3 Tần suất được học tập môn Hóa học có sử dụng thí nghiệm 27

Biểu đồ 1.4 Cảm nhận của HS khi được học tập có sử dụng PMDH Crocodile Chemistry 28

Biểu đồ 3.1 Đường lũy tích của lớp TN1 và ĐC1 124

Biểu đồ 3.2 Đường lũy tích của lớp TN2 và ĐC2 125

Biểu đồ 3.3 Đường lũy tích của lớp TN3 và ĐC3 125

Biểu đồ 3.4 Đường lũy tích của lớp TN4 và ĐC4 126

Biểu đồ 3.5 Tổng hợp kết quả học tập của lớp TN1 và ĐC1 127

Biểu đồ 3.6 Tổng hợp kết quả học tập của lớp TN2 và ĐC2 127

Biểu đồ 3.7 Tổng hợp kết quả học tập của lớp TN3 và ĐC3 128

Biểu đồ 3.8 Tổng hợp kết quả học tập của lớp TN4 và ĐC4 128

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Giao diện phần mềm khi bắt đầu cài đặt 20

Hình 1.2 Giao diện phần mềm đang cài đặt 21

Hình 1.3 Giao diện phần mềm khi cài đặt 21

Hình 1.4 Giao diện phần mềm khi cài đặt xong 22

Hình 1.5 Giao diện chính của phần mềm 22

Hình 1.6 Một số dụng cụ thí nghiệm 22

Hình 2.1 Dụng cụ, hóa chất phản ứng natri tác dụng với clo 35

Hình 2.2 Hiện tượng phản ứng natri tác dụng với clo 35

Hình 2.3 Dụng cụ, hóa chất của phản ứng kali tác dụng với iot 38

Hình 2.4 Hiện tượng phản ứng kali tác dụng với iot 39

Hình 2.5 Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm Natri tác dụng với axit axetic CH3COOH 41 Hình 2.6 Hiện tượng thí nghiệm Natri tác dụng với axit axetic CH3COOH 42

Hình 2.7 Dụng cụ, hóa chất phản ứng liti tác dụng với nước 44

Hình 2.8 Kết quả thí nghiệm liti tác dụng với nước 45

Hình 2.9 Dụng cụ, hóa chất của phản ứng natri hidroxit tác dụng với đồng sunfat 47 Hình 2.10 Hiện tượng phản ứng natri hidroxit tác dụng với đồng sunfat 49

Hình 2.11 Dụng cụ, hóa chất của thí nghiệm AgNO3 tác dụng với KI 51

Hình 2.12 Hiện tượng của phản ứng AgNO3 tác dụng với KI 52

Hình 2.13 Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm điện phân dung dịch NaCl 54

Hình 2.14 Hiện tượng thí nghiệm điện phân dung dịch NaCl 56

Hình 2.15 Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm điện phân dung dịch KI 57

Hình 2.16 Kết quả thí nghiệm điện phân dung dịch KI 58

Hình 2.17 Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm NH4Cl tác dụng với dung dịch KOH 61

Hình 2.18 Kết quả thí nghiệm NH4Cl tác dụng với dung dịch KOH 61

Hình 2.19 Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm nhiệt phân NaHCO3 64

Hình 2.20 Kết quả thí nghiệm nhiệt phân NaHCO3 65

Hình 2.21 Dụng cụ, hóa chất phản ứng nhiệt phân natri nitrat 68

Hình 2.22 Hiện tượng phản ứng nhiệt phân natri nitrat 69

Hình 2.23 Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm magie tác dụng với cacbon đioxit 72

Hình 2.24 Kết quả thí nghiệm magie tác dụng với cacbon đioxit 72

Hình 2.25 Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm nhiệt phân CaCO3 76

Hình 2.26 Hiện tượng phản ứng nhiệt phân CaCO3 76

Hình 2.27 Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl 79

Hình 2.28 Kết quả thí nghiệm CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl 80

Hình 2.29 Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm nhôm tác dụng với oxi 82

Hình 2.30 Kết quả thí nghiệm nhôm tác dụng với oxi 83

Hình 2.31 Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm Al tác dụng với Fe2O3 85

Hình 2.32 Hiện tượng thí nghiệm Al tác dụng với Fe2O3 86

Hình 2.33 Dụng cụ, hóa chất của thí nghiệm Al tác dụng với dung dịch KOH 89

Hình 2.34 Hiện tượng của thí nghiệm Al tác dụng dung dịch KOH 90

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii

DANH MỤC CÁC BẢNG iii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ v

DANH MỤC CÁC HÌNH vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Lịch sử nghiên cứu vấn đề 2

3 Mục đích nghiên cứu 2

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

5 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 3

6 Câu hỏi nghiên cứu 3

7 Giả thuyết khoa học 3

8 Phương pháp nghiên cứu 3

9 Cấu trúc của luận văn 4

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 6

1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 6

1.2 Xu thế đổi mới và phát triển phương pháp dạy học 7

1.3 Năng lực và phát triển năng lực học tập của học sinh trung học phổ thông 9

1.3.1 Khái niệm năng lực 9

1.3.2 Cấu trúc năng lực .9

1.3.3 Năng lực tự học trong dạy học hóa học ở trường phổ thông 11

1.3.4 Các biểu hiện năng lực tự học 11

1.4 Các loại thí nghiệm hóa học ở trường phổ thông 13

1.4.1 Khái niệm 13

1.4.2 Phân loại thí nghiệm hóa học ở trường phổ thông 13

1.4.3 Phương pháp dạy thí nghiệm ở trường phổ thông 16

1.4.4 Vai trò của dạy học thí nghiệm 16

1.5 Phần mềm dạy học thí nghiệm 17

1.5.1 Khái quát phần mềm dạy học thí nghiệm 17

1.5.2 Giới thiệu phần mềm Crocodile chemistry trong dạy học hóa học ở trường phổ thông 19

1.5.3 Quy trình sử dụng phần mềm xây dựng thí nghiệm 20

1.6 Thực trạng xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường trung học phổ thông 24

1.6.1 Mục đích khảo sát 24

1.6.2 Phương pháp khảo sát 24

1.6.3 Đối tượng khảo sát 24

1.6.4 Nội dung khảo sát 24

1.6.5 Kết quả khảo sát 25

1.6.6 Nhận xét chung về kết quả điều tra 28

Tiểu kết chương 1 30

CHƯƠNG 2 SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CROCODILE TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG KIM LOẠI KIỀM- KIM LOẠI KIỀM THỔ- NHÔM 31

2.1 Phân tích nội dung chương kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm hóa học 12 31

2.1.1 Mục tiêu: 31

2.1.2 Phân phối chương trình chương kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm 32

2.2 Thiết kế thí nghiệm hóa học sử dụng phần mềm crocodile chemistry 33

2.2.1 Nguyên tắc thiết kế thí nghiệm sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry 33

2.2.2 Qui trình sử dụng phần mềm thiết kế thí nghiệm phát triển năng lực tự học 33 2.3 Xây dựng thí nghiệm chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm 34

2.3.1 Thí nghiệm kim loại kiềm và hợp chất của kim loại kiềm 34

2.3.2 Các thí nghiệm của kim loại kiềm thổ và hợp chất của kim loại kiềm thổ 71

2.3.3 Các thí nghiệm về nhôm và hợp chất của nhôm 82

2.4 Thiết kế kế hoạch dạy học chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm theo có sử dụng phần mềm dạy học Crocodile Chemistry 92

2.4.1 Kim loại kiềm 92

2.4.2 Một số hợp chất của kim loại kiềm 142

2.4.3 Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ 147

2.5 Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực tự học của HS THPT với môn Hóa học 100 Tiểu kết chương 2 119

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 120

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 120

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 120

3.3 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 120

3.3.1 Chọn địa bàn và đối tượng thực nghiệm 120

3.3.2 Tiến hành các giờ dạy theo kế hoạch dạy học, kiểm tra đánh giá kết quả sau mỗi bài học 122

3.3.3 Thu thập kết quả thực nghiệm sư phạm và xử lí thông tin thu được 124

3.3.4 Kết quả thống kê đường lũy tích các bài kiểm tra 124

3.4 Đánh giá kết quả thực nghiệm 129

3.5 Kết quả đánh giá về mặt định tính 129

3.5.1 Kết quả nhận xét của giáo viên và học sinh về bài giảng có sử dụng phàn mềm Crocodile Chemistry 6.05 129

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 136

TÀI LIỆU THAM KHẢO 139 Phụ lục

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Ứng dụng công nghệ đã mở ra triển vọng đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh Nhiều công nghệ sử dụng phần mềm trong dạy học đã gặt hái được nhiều thành công trong đổi mới phương pháp dạy học Hiện nay, ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy, không chỉ phát triển mạnh ở các thành phố lớn, mà còn phát triển ở các tỉnh miền núi Các trường phổ thông đều trang bị phòng máy, phòng đa năng, nối mạng internet, một số trường còn trang bị máy ghi âm, chụp hình, quay phim, máy quét hình và một số thiết bị khác, tạo cơ sở hạ tầng công nghệ cho giáo viên sử dụng vào quá trình dạy học của mình [2]

Sử dụng phần mềm trong dạy học thí nghiệm hóa học ở trường phổ thông đã và đang được một số nhà khoa học nghiên cứu Một số nghiên cứu gần đây đã chỉ ra sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo của Crocodile Chemistry có tính kinh tế cao, đặc biệt phù với đối với dạy học ở trường phổ thông hiện nay với điều kiện trang bị cơ sở vật chất, dụng cụ thí nghiệm còn rất thiếu thốn Giáo viên có thể biểu diễn, mô tả các thí nghiệm ảo, thực hành trên các phần mềm với các thí nghiệm độc hại, khó quan sát, dễ gây ra guy hiểm cho học sinh [6]

Một trong các ưu điểm so với các phương tiện dạy học khác, là việc sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm hóa học, còn nâng cao khả năng tự học của học sinh, học sinh có thể tự luyện tập, tự đánh giá, hoàn toàn tự làm chủ quá trình học tập của bản thân Học sinh sẽ giảm áp lực về thời gian tiếp cận kiến thức trên lớp có thể xem lại kiến thức khi chưa hiểu từ đó điều trình cách học, phương pháp học của bản thân cho phù hợp [6]

Với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn Hóa học ở trường THPT, chúng tôi tiến hành sử dụng phần mềm crocodile chemistry thiết kế dạy học thí nghiệm chương kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm hóa học 12 nhằm mục đích phát triển năng lực tự học cho học sinh

Trong chương trình Hóa học phổ thông thì chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm lớp 12 là chương có nhiều thí nghiệm rất hay và cần thực hành Vì những lí do

trên chúng tôi chọn đề tài “Phát triển năng lực tự học hóa học cho học sinh thông

qua sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm chương kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm” để nghiên cứu

chí khoa học giáo dục – Trường đại học sư phạm TP HCM

- Tạp chí khoa học giáo dục – Trường đại học sư phạm TP HCM, “Vận dụng

mô hình B- LEARNING vào dạy học chương “Cảm ứng điện từ” – Vật lý 11 THPT

với sự hỗ trợ của google classroom nhằm phát triển năng lực tự học của học sinh” Nguyễn Đoàn Thanh Trúc, Phan Gia Anh Vũ(Tháng 6/2019)

- Tạp chí giáo dục số đặc biệt: “Ứng dụng phần mềm crocodile chemistry thiết kế mô hình thí nghiệm ảo trong thực hành thí nghiệm hóa học”, Nguyễn Thị

Hương Dung (2015)

- Luận văn thạc sỹ “ Xây dựng và sử dụng thí nghiệm ảo phần dao động cơ, vật lý 12 bằng phần mềm macro flash nhằm nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh”, của học viên Nguyễn Huy Thái, trường Đại học Giáo dục- Đại học Quốc

gia Hà Nội

- Luận văn thạc sỹ” Ứng dụng công nghệ thông tin để thiết kế hệ thống BGĐT nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn hóa học lớp 10 (nâng cao), Nguyễn Thị Bích Thảo- Khoa Hóa học- Đại học Giáo Dục- Đại học Quốc Gia Hà Nội

- Nghiên cứu cơ sở lí luận: Đổi mới phương pháp dạy và học theo định hướng phát triển năng lực cho HS THPT

- Nghiên cứu một số phần mềm mô phỏng thí nghiệm trong dạy học hóa học

ở trường phổ thông

- Nghiên cứu phần mềm crocodile chemistry 6.05

- Nghiên cứu sử dụng phần mềm trong kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS

- Thiết kế kế hoạch dạy học sử dụng phần mềm dạy học hóa học có sử dụng TN

- Thực nghiệm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của việc sử dụng phần mềm TN vào quá trình giảng dạy

5 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

5.1 Khách thể nghiên cứu

- Quá trình sử dụng thí nghiệm dạy và học ở trường phổ thông

5.2 Đối tượng nghiên cứu

- Dạy học chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm có sử dụng PMDH thí nghiệm crocodile chemistry

6 Câu hỏi nghiên cứu

- Sử dụng PMDH thí nghiệm như thế nào để phát triển năng lực tự học môn hóa học cho HS?

7 Giả thuyết khoa học

- Nếu sử dụng có hiệu quả PMDH thì sẽ phát triển được năng lực tự học cho HS

8 Phương pháp nghiên cứu

8.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu tổng quan và hệ thống hóa các vấn đề lí luận được trình bày trong sách, báo, các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài như: chủ đề dạy học, dạy học có sử dụng công nghệ thông tin, các kiến thức liên quan đến các chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm

8.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu lý luận về việc đổi mới các phương pháp dạy học, ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học, các năng lực cần phát triển cho HS TPHT., vai trò về TN trong dạy học hóa học THPT, lý luận

về TN ảo

+ Sử dụng máy tính và các phần mềm tin học, microsoft word 2010, microsoft powerpoint 2010, các phần mềm dạy học TN: chemlab, portabel crocotable chemistry… để ứng dụng trong dạy và học

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Phương pháp điều tra

+ Tham khảo ý kiến của các chuyên gia giáo dục, chuyên gia tin học về mô phỏng các TN ảo trong hóa học

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm tiến hành thực nghiệm sư phạm lớp sử dụng TN ảo kết hợp với TN thật

8.3 Nhóm nghiên cứu thống kê

- Phương pháp thống kê toán học: Đánh giá, phân tích kết quả thực nghiệm

sư phạm

9 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục luận văn gồm 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài

Chương 2 Thiết kế các chủ đề và kế hoạch dạy học chương chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm theo phần mềm dạy học thí nghiệm crocodile chemistry

nhằm phát triển năng lực tự học cho HS

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

10 Đóng góp của luận văn

- Đề tài đã hệ thống hóa các vấn đề: tự học, năng lực tự học, thí nghiệm hóa học ở trường phổ thông, các phần mềm dạy học thí nghiệm

- Phân tích vai trò của các phần mềm dạy học thí nghiệm hóa học trong việc phát triển năng lực tự học

- Phân tích nội dung cấu trúc chương kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm, từ đó rút ra những mục tiêu kiến thức, kỹ năng, thái độ và năng lực học sinh cần đạt được khi kết thúc chương

- Thiết kế 3 kế hoạch dạy học các thí nghiệm ảo để phát triển năng lực tự học cho học sinh

- Thiết kế và sử dụng các tiêu chí và mức độ đánh giá để đánh giá năng lực tự học cho học sinh.- Thiết kế 17 thí nghiệm ảo thông qua việc sử dụng các phần mềm dạy học thí nghiệm hóa học cùng với hướng dẫn sử dụng các thí nghiệm ảo này để tổ chức dạy học nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh

- Đánh giá vai trò của các phần mềm dạy học thí nghiệm hóa học để phát triển năng lực tự học của học sinh THPT các trường THPT trên địa bàn Hà Nội Qua đó cho thấy HS tiếp thu tốt hơn và phát triển được năng lực tự học của học sinh thông qua sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm Crocodile Chemistry

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Sử dụng công nghệ thông tin trong dạy học Hóa học ở bậc phổ thông ngày nay đã phát triển rộng tại hầu hết các địa phương trong cả nước Đặc biệt sự xuất hiện và lớn mạnh không ngừng của việc dạy học có sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông những năm gần đây làm tăng hiệu quả giảng dạy

Đặc biệt Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, cần có những thí nghiệm thực tế để hiểu rõ hơn về bản chất các chất nên những phần mềm dạy học thí nghiệm đã được sử dụng để giảng dạy ngày càng rộng rãi và đem lại hiệu quả tốt hơn trong quá trình dạy và học Sau đây là một số đề tài, luận văn thạc sỹ đã nghiên cứu về đề tài này

- Mô hình B-learning với sự hỗ trợ của google classroom đã thực sự mang lại hiệu quả tích cực cho HS Kết quả học tập của HS được cải thiện, NLTH của HS phát triển rõ rệt theo từng bài học trong chương Cảm ứng điện từ[22]

- Xây dựng và sử dụng thí nghiệm ảo phần dao động cơ, vật lý 12 bằng phần mềm macro flash đã giúp học sinh nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh, tăng hứng thú cho học sinh hứng thú, tiếp cận với công nghệ thông tin hiện đại Dùng phần mềm Macromedia Flash để lập trình thí nghiệm ảo dựa trên thí nghiệm thực góp phần giải quyết khó khăn và nâng cao chất lượng dạy học môn Vật Lý hiện nay[16]

- Việc ứng dụng công nghệ thông tin để thiết kế hệ thống bài giảng điện tử giúp học sinh có cái nhìn mới lạ hơn, hứng thú hơn với những bài học trong chương trình môn hóa học lớp 10( nâng cao) Làm tăng hiệu quả giảng dạy đối với giáo viên

và hiệu quả học tập đối với học sinh[17]

- Sử dụng E-book kết hợp với hình thức dạy học truyền thống đã phát triển năng lực tự học, tự nghiên cứu, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học Hóa học ở các trường Cao đẳng Y tế trong giai đoạn hiện nay[14]

- Phần mềm Crocodile Chemisstry đã góp phần đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động người học cùng với việc nghiên cứu cải tiến

các thực hiện mô hình thí nghiệm hóa học theo hướng đơn giản hóa, dễ hiện thực, tiết kiệm hóa chất, mang tính thực tế Bên cạnh đó , thiết kế xây dựng mô hình thí nghiệm ảo còn giúp giảm thiểu việc học chay, dạy chay bình thườngvà nâng cao khả năng tự học một cách chủ động, sáng tạo phù hợp với tinh thần người học là trung tâm của nền giáo dục hiện đại[18]

Qua tìm hiểu và nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy rằng việc nghiên cứu hay xây dựng lên các mô hình phòng thí nghiệm hóa học đã và đang thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu, nhất là trong những năm gần đây Với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn Hóa học ở trường THPT, cũng như tạo ra phương pháp học tập, tự tìm tòi của học sinh Bên cạnh đó, đưa phần mềm Crocodile Chemistry vào dạy học để phát triển năng lực tự học cho học sinh trước đây chưa được nghiên cứu đúng mức Nên tôi quyết định nghiên cứu theo hướng này nhằm nâng cao chất lượng dạy và học để giúp cải tiến phương pháp dạy học hóa học ở trường THPT hiện nay

1.2 Xu thế đổi mới và phát triển phương pháp dạy học

Với mục tiêu đáp ứng nguồn nhân lực công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, phát triển nền kinh tế thịc trường có định hướng xã hội chủ nghĩa,hội nhập quốc tế với các nước trong khu vực và trên thế giới, đòi hỏi giáo dục nước nhà phải đào tạo nên những con người lao động có tính tích cực, sáng tạo, thích ứng với sự phát triển nhanh và đa dạng của xã hội[2],[5]

Người lao động phải nâng cao tinh thần chủ động, sáng tạo, ham học hỏi, không ngại đổi mới Ngoài ra, phải biết phê phán, tiếp thu, biết tự khẳng định mình

Có năng lực tự học, tự tìm hiểu thực tiễn Bên cạnh đó phải trang bị cho mình kĩ năng giao tiếp, ứng xử, tham gia các hoạt động xã hội; có khả năng hợp tác, phát triển, giúp đỡ lẫn nhau

Các phương pháp dạy học truyền thống tuy đã khẳng định được những thành công nhất dịnh, nhưng cũng vẫn còn tồn tại những mặt hạn chế Phổ biến nhất vẫn

là thuyết trình, nghiên cứu tài liệu, thiên về truyền thụ kiến thức thụ động, một chiều, không đáp ứng được các nhu cầu đã nêu ở trên Hơn thế nữa, kiến thức cần trang bị cho học sinh tăng nhanh do thành tựu các cuộc cách mạng khoa học công

nghệ, trong đó thời lượng dạy học có hạn và luôn có sức ép giảm tải vì nhu cầu của cuộc sống hiện tại Do đó chúng ta phải đổi mới phương pháp dạy học theo hướng dạy cách học, dạy phương pháp tư duy Cụ thể là:

- Phát huy tính chủ động, sáng tạo trong quá trình nhận thức, vận dụng

- Tạo điều kiện để học sinh tự phát hiện, tìm hiểu, đặt và giải quyết vấn đề

- Tạo điều kiện để học sinh tự học

- Tận dụng kiến thức lý thuyết đã học để vận dụng giải quyết các vấn đề trong thực tế

Như vậy đổi mới phương pháp dạy học nói chung và phương pháp dạy học hóa học nói riêng là một nhu cầu tất yếu của xã hội học tập vì hóa học là môn khoa học thực nghiệm, gắn liền với sự phát triển khoa học kĩ thuật, ứng dụng khoa học kĩ thuật phục vụ đời sống

Trong xu thế hội nhập hiện nay cùng với yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực cho

sự phát triển của đất nước, chúng ta đang tiến hành đổi mới phương pháp dạy học trong đó chú trọng đến việc phát huy tính tích tực, chủ động và tinh thần tự giác học tập của học sinh, coi học sinh là trung tâm của sự học Nguyên tắc này đã được nghiên cứu, phát triển mạnh mẽ trên thế giới và được xác định là một trong những phương hướng cải cách giáo dục phổ thông Việt Nam

Đổi mới phương pháp dạy học được thực hiện theo các hướng sau:

- Xây dựng cơ sở lý thuyết có tính phương pháp luận để tìm hiểu bản chất phương pháp dạy học và định hướng hoàn thiện phương pháp dạy học, chú ý những quan điểm phương pháp luận về phương pháp dạy học

- Khai thác những điểm mạnh, tính tích cực trọng các phương pháp dạy học hiện có, nên khi sử dụng các phương pháp dạy học hiện có ta cần chú ý:

+ Tăng cường năng lực vận dụng tri thức đã học vào cuộc sống, sản xuất + Tăng cường tính tích cực, tìm tòi sáng tạo ở người học, phát hy tiềm năng trí tuệ, tính năng động và khả năng thức ứng trong giải quyết vấn đề của xã hội phát triển cho học sinh

+ Chuyển dần hình thức truyền thụ kiến thức cho học sinh từ thụ động sang chủ động, học sinh làm chủ tri thức, học sinh tự học

+ Liên kết nhiều phương pháp dạy học riêng lẻ thành tổ hợp phương pháp dạy học phức hợp

+ Liên kết phương pháp dạy học với các kĩ thuật dạy học hiện đại (các phần mềm thí nghiệm ảo trong dạy học, máy tính, máy chiếu, sơ đồ tư duy….)

Tóm lại, đổi mới phương pháp dạy học cần được nghiên cứu theo các hướng:

- Sử dụng các yếu tố tích cực đã có ở các phương pháp dạy học hóa học như phương pháp thực nghiệm, nêu và giải quyết vấn đề, đàm thoại, trực quan…

- Tiếp thu có chọn lọc một số quan điểm, phương pháp tích cực trong khoa học giáo dục hiện đại của một số nước phát triển như dạy học kiến tạo, hợp tác theo nhóm nhỏ, dạy học tích cực…

- Lựa chọn các phương pháp dạy học tích cực của học sinh đảm bảo sự phù hợp với mục tiêu bài học, đối tượng học sinh cụ thể, điều kiện từng địa phương

1.3 Năng lực và phát triển năng lực học tập của học sinh trung học phổ thông

1.3.1 Khái niệm năng lực

Năng lực là “khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó” như năng lực tư duy, năng lực tài chính hoặc là “phẩm chất tâm sinh

lý và trình độ chuyên môn tạo cho con người khả năng hoàn thành một loại hoạt động

nào đó với chất lượng cao” như năng lực chuyên môn, năng lực lãnh đạo[2]

Năng lực là tổ hợp các thuộc tính độc đáo của cá nhân phù hợp với những yêu cầu của một hoạt động nhất định, đảm bảo cho hoạt động đó có kết quả tốt Năng lực vừa là tiền đề, vừa là kết quả của hoạt động Năng lực vừa là điều kiện cho hoạt động đạt kết quả nhưng đồng thời năng lực cũng phát triển ngay trong chính hoạt động ấy (kinh nghiệm, trải nghiệm)

1.3.2 Cấu trúc năng lực

Năng lực chung là năng lực cần thiết cho nhiều ngành hoạt động khác nhau như năng lực phán xét tư duy lao động, năng lực khái quát hoá, năng lực lát tập, năng lực tưởng tượng[3]…

- Năng lực chuyên môn là năng lực đặc trưng trong lĩnh vực nhất định của xã hội như năng lực tổ chức , năng lực âm nhạc, năng lực kinh doanh, hội hoạ, toán

học Năng lực chung và năng lực chuyên môn có quan hệ qua lại hữu cơ với nhau, năng lực chung là cơ sở của năng lực chuyên luôn, nếu chúng càng phát triển thì càng dễ thành đạt được năng lực chuyên môn Ngược lại sự phát triển của năng lực chuyên môn trong những điều kiện nhất định lại có ảnh hưởng đối với sự phát triển của năng lực chung Trongg thực tế mọi hoạt động có kết quả và hiệu quả cao thì mỗi người đều phải cớ năng lực chung phát triển ở trình độ cần thiết và có một vài năng lực chuyên môn tương ứng với lĩnh vực công việc của mình Những năng lực

cơ bản này không phải là bẩn sinh, mà nó phải được giáo dục phát triển và bồi dưỡng ở con người Năng lực của một người phối hợp trong mọi hoạt động là nhờ khả năng tự điều khiển, tự quản lý, tự điều chỉnh ở lỗi cá nhân được hình thành trong quá trình sống và giáo dục của mỗi người

Năng lực còn được hiểu theo một cách khác, năng lực là tính chất tâm sinh lý của con người chi phối quá trình tiếp thu kiến thức, kỹ năng và kỹ xảo tối thiểu là cái mà người đó có thể dùng khi hoạt động Trong điều kiện bên ngoài như nhau những người khác nhau cớ thể tiếp thu các kiến thức kỹ năng và kỹ xảo đó với nhịp

độ khác nhau có người tiếp thu nhanh, có người phải mất nhiều thời gian và sức lực mới tiếp thu được, người này có thể đạt được trình độ điêu luyện cao còn người khác chỉ đạt được trình trung bình nhất định tuy đã hết sức cố gắng Thực tế cuộc sống có một số hình thức hoạt động như nghệ thuật, khoa học, thể thao Những hình thức mà chỉ những người có một số năng lực nhất đinh mới có thể đạt kết quả

Để năm được cơ bản các dấu hiệu khi nghiên cứu bản chất của năng lực ta cần phải xem xét trên một số khía cạnh sau:

- Năng lực là sự khác biệt tâm lý của cá nhân người này khác người kia, nếu một sự việc thể hiện rõ tính chất mà ai cũng như ai thì không thể nói về năng lực

- Năng lực chỉ là những khác biệt có liên quan đến hiệu quả việc thực hiện một hoạt động nào đó chứ không phải bất kỳ những sự khác nhau cá biệt chung chung nào

- Khái niệm năng lực không liên quan đến những kiến thức kỹ năng, kỹ xảo

đã được hình thành ở một người nào đó Năng lực chi làm cho việc tiếp thu các kiến thức kỹ năng, kỹ xảo trở nên dễ đàng hơn

- Năng lực con người bao giờ cũng có mầm mống bẩm sinh tuỳ thuộc vào sự

tổ chức của hệ thống thần kinh trung ương, nhưng nó chỉ được phát triển trong quá trình hoạt động phát triển của con người, trong xã hội có bao nhiêu hình thức hoạt động của con người thì cũng có bấy nhiêu loại năng lực có người có năng lực về điện, có người có năng lực về lái máy bay, có người có năng lực về thể thao Năng lực của người lãnh đạo quản lý chính là năng lực tổ chức, Lê nin đã vạch ra đầy đủ cấu trúc của năng lực tổ chức chỉ ra những thuộc tính cần thiết chơ người cán bộ tổ chức là bất cứ người lãnh đạo nào cũng cần phải có: “Sự minh mãn và tài xắp xếp công việc” “sự hiểu biết mọi người” - tính cởi mở hay là năng lực thâm nhập vào các nhóm người” sự sắc sảo về trí tuệ và óc tháo vát thực tiễn “các phẩm chất ý chí`”, “Khả năng hiểu biết mọi người và kỹ năng tiếp xúc với con người” Do đó khi xem xét kết quả công việc của một người cần phân tích rõ những yếu tố đã làm cho

cá nhân hoàn thành công việc, người ta không chỉ xem cá nhân đó làm gì, kết quả ra sao mà còn xem làm như thế nào chính năng lực thể hiện ở chỗ người ta làm tốn ít thời gian, ít sức lực của cải vật chất mà kết quả lai tốt

1.3.3 Năng lực tự học trong dạy học hóa học ở trường phổ thông

Trong quá trình dạy học ở nước ta, tự học đang là vấn đề được quan tâm đặc biệt Để có khả năng học tập suốt đời thì phải có năng lực tự học Khả năng này cần đực rèn luyện ngay trên ghế nhà trường Tự học là quá trình cá nhân người học tự giác, tích cực, độc lập chiếm lĩnh tri thức ở một lĩnh vực nào đó trong cuộc sống bằng hành động của chính mình nhằm đạt được mục đích nhất định[2]

Năng lực tự học là khả năng tự mình sử dụng các năng lực trí tuệ và đôi khi có cả năng lực cơ bắp cùng động cơ, tình cảm, nhân sinh quan, thế giới quan để chiếm lĩnh một lĩnh vực hiểu biết nào đó của nhân loại, biến kiến thức đó thành của mình.[3,11]

1.3.4 Các biểu hiện năng lực tự học

Theo [7] các biểu hiện của năng lực tự học:

Bảng 1.1 Biểu hiện năng lực tự học

Biết thu thập tài liệu liên quan đến kiến thức hóa học

Đọc và hiểu tài liệu

Tóm tắt được những dữ kiện cần sử dụng trong tài liệu vào mục đích học tập, nghiên cứu

Biết trao đổi tài liệu thu thập với thầy cô để xác định tính chính xác của thông tin

Nêu vấn đề thông qua dữ liệu thu thập được trong quá trình tự học

Giải quyết vấn đề thông qua dữ liệu thu thập được trong quá trình tự học

Mở rộng những kiến thức ngoài tài liệu

Vận dụng các dữ kiện từ

tài liệu

Tổng hợp các kiến thức hóa học trọng tâm phục vụ cho quá trình học tập( dưới dạng hồ sơ tư duy, bảng biểu, biểu đồ, đồ thị…)

Giải được các bài tập hóa học trên cơ sở kiến thức tự học được

Tự đề xuất các vấn đề khó và tìm cách giải quyết thông qua nguồn học liệu tự học

Đánh giá được các kết luận trong tài liệu, đặc biệt cần chỉ ra những nội dung chưa chính xác, cần bổ sung Tìm hiểu, giải thích, vận dụng các kiến thức vào thực tiễn cuộc sống

1.4 Các loại thí nghiệm hóa học ở trường phổ thông

1.4.1 Khái niệm

Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, vì vậy sử dụng phương pháp thí nghiệm vào bài học để nâng cao chất lượng dạy và học, giúp HS làm quen với các tính chất, các hiện tượng thí nghiệm xảy ra với mối quan hệ và quy luật của nó Giúp HS khả năng vận dụng những quá trình đó vào trong cuộc sống

Thí nghiệm hóa học là thí nghiệm biểu diễn các phản ứng hóa học Phản ứng hóa học là một quá trình dẫn đến biến đổi một tập hợp các hóa chất này thành một tập hợp các hóa chất khác Theo cách cổ điển, các phản ứng hóa học bao gồm toàn

bộ các chuyển đổi chỉ liên quan đến vị trí của các electron trong việc hình thành và phá vỡ các liên kết hóa học giữa các nguyên tử, và không có sự thay đổi nào đối với nhân (không có sự thay đổi các nguyên tố tham gia), và thường có thể được mô tả bằng các phương trình hóa học[4]

1.4.2 Phân loại thí nghiệm hóa học ở trường phổ thông

Có ba cách phân loại thí nghiệm là: thí nghiệm nghiên cứu, thí nghiệm kiểm chứng, thí nghiệm phát hiện và giải quyết vấn đề

+ Thí nghiệm nghiên cứu: Được sử dụng khi hình thành kiến thức mới cho

HS, HS không có khả năng suy luận chắc chắn theo các lí thuyết chung đã học, được tiến hành nghiên cứu do GV thực hiện hoặc HS hay nhóm HS thực hiện phương pháp này được đánh giá có mức độ tích cực cao[9]

+ Thí nghiệm kiểm chứng: Có tác dụng củng cố, đồng thời dạy cho HS phương pháp suy diễn, hoặc có những TN có hiện tượng khác so với kiến thức đã học , HS có thể vận dụng những kiến thức đã có để dự đoán PP này có thể dùng để đặt vấn đề tạo hứng thú học tập cho HS[9]

+ Thí nghiệm phát hiện và giải quyết vấn đề: Dưới sự hướng dẫn của GV,

HS tham gia tích cực vào quá trình giải quyết vấn đề (bằng cách trả lời các câu hỏi của GV), qua đó rút ra kiến thức cần lĩnh hội

Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học khi nghiên cứu bài mới có thể theo 3 phương pháp khác nhau:

Bảng 1.2 Các phương pháp sử dụng thí nghiệm hóa học

- Nêu các giả thuyết

đề xuất cách giải quyết (làm TN)

- Tiến hành thí nghiệm (hặc xem video TN, TN mô phỏng, TN ảo, tranh

vẽ mô tả TN)

- Phân tích và giải thích hiện tượng từ

đó xác nhận giả thuyết đúng

- Kết luận và vận dụng

Theo phương pháp nghiên cứu thì TN hóa học được dùng là nguồn kiến thức để HS nghiên cứu tìm tòi, là phương tiện xác định tính đúng đắn của các giả thuyết khoa học đưa ra Sử dụng TN theo phương pháp này khôn những dạy HS cách tư duy độc lập, sáng tạo và có kĩ năng nghiên cứu tìm tòi mà còn giúp HS hiểu kiến thức vững chắc, sâu sắc và phon phú cả về

lí thuyết và thực tế Tuy nhiên, thực tế phương pháp này thường được tiến hành giản lược cho

đỡ mất thời gian: GV nêu vấn đề nghiên cứu sau đó làm TN, HS quan sát mô tả các hiện tượng TN, phân tích hiện tượng giải thích rồi rút ra kết luận

- Đề xuất hướng giải quyết, thực hiện kế hoạch giải quyết (có thể bằng thí

Theo phương pháp đặt và giải quyết vấn đề, GV đặt ra cho HS một bài toán nhận thức, HS tiếp nhận mâu thuấn nhận thức đó và biến thành mâu thuẫn nội tại của bản thân, có nhu cầu muốn giải quyết mâu thuẫn đó, tạo động cơ suy nghĩ, học tập Dưới sự hướng dẫn của GV, HS tham gia tích cực vào quá trình giải quyết vấn

đề (bằng cách trả lời các câu hỏi của GV), qua

đó rút ra kiến thức cần lĩnh hội Như vậy, HS

nghiệm)

- Phân tích rút ra kết luận

- Vận dụng

giống như tự mình tìm ra kiến thức mới cho bản thân, đồng thời dần hình thành kĩ năng nhận ra vấn đề và phương pháp suy nghĩ, thực hiện giải quyết vấn đề, đây là một trong những kĩ năng rất quan trọng không chỉ trong học tập ở phổ thông mà trong cả quá trình học tập, trong cuộc sống cũng như trong các hoạt động nghề nghiệp sau này Quá trình tạo ra mâu thuẫn nhận thức cũng giúp HS thấy được rằng phép suy diễn hoặc suy lí không phải luôn luôn đúng, khi nghiên cứu một đối tượng cụ thể cần nghiên cứu chúng trong mối liên hệ qua lại với các thành phần khác

3 Thí nghiệm

kiểm chứng

- Nêu vấn đề nghiên cứu

- Cho HS dự đoán kiến thức mới, hiện tượng TN

- Làm TN, nêu hiên tượng, so sánh với

dự đoán ban đầu từ

lí song cũng thấy được phép suy diễn hoặc suy

lí đó cần được kiểm chứng bằng thực nghiệm mới có thể đưa ra các kết luận chính xác, đó là một trong các phương pháp học tập và nghiên cứu khoa học

1.4.3 Phương pháp dạy thí nghiệm ở trường phổ thông

Phương pháp dạy thí nghiệm ở trường phổ thông gồm có các bước:

Bước 1: Xác định mục tiêu dạy học và nội dung thí nghiệm được sử dụng

Dựa vào chuẩn kiến thức, kĩ năng để xác định mục tiêu dạy học Mục tiêu dạy học phải được diễn đạt bằng các động từ hành động có thể lượng hóa, đánh giá được mức độ lĩnh hội kiến thức, kĩ năng của HS, nghĩa là cần chỉ rõ các kiến thức, kĩ năng HS cần lĩnh hội ở các mức độ biết, hiểu, vận dụng Mục tiêu được diễn đạt càng chi tiết, cụ thể sẽ định hướng các hoạt động dạy học rõ ràng

Bước 2: Xác định được các kiến thức, kĩ năng liên quan mà HS đã có

GV cần xác định ở các lớp trước, các bài trước HS đã được học kiến thức cần lĩnh hội chưa (có thể đã học nhưng chỉ ở mức độ biết hoặc được giới thiệu) hay đã được học các kiến thức tương tự chưa, cách tiến hành TN có tương tự TN nào mà

HS đã biết không, hay đã được học lí thuyết chung nào liên quan đến kiến thức cần lĩnh hội

Bước 3: Lựa chọn phương pháp sử dụng thí nghiệm phù hợp

Trên cơ sở xác định mục tiêu, nội dụng TN và kiến thức, kĩ năng đã có của

HS, so với bản chất, nét đặc trưng của mỗi phương pháp sử dụng TN ở trên mà GV

có sự lựa chọn phù hợp, có thể để TN biểu diễn của GV hoặc TN học sinh tự tiến hành Từ đó giúp HS phát triển năng lực một cách toàn diện

1.4.4 Vai trò của dạy học thí nghiệm

Thí nghiệm hóa học giúp HS làm quen với tính chất, mối liên hệ và quan hệ

có tính quy luật giữa các đối tượng nghiên cứu làm cơ sở để nắm vững các quy luật, các khái niệm khoa học và biết khai thác chúng từ đó tích lũy tư liệu về các chất và tính chất của chúng Giúp HS dễ hiểu bài và hiểu bài sâu sắc

Thí nghiệm hóa học nghiên cứu giúp HS học tập kinh nghiệm, tư duy sáng tạo

để tìm tòi khám phá ra các chất và những tính chất của chúng Giúp nâng cao lòng tin của HS vào khoa học và phát triển tư duy của HS

Thí nghiệm hóa học giúp HS sáng tỏ mối liên hệ phát sinh giữa các sự vật, giải thích được bản chất của các quá trình xảy ra trong tự nhiên, trong sản xuất và đời sống

Đối với bộ môn hóa học, thí nghiệm giữ vai trò đặc biệt quan trọng như trong nhận thức, phát triển tư duy, giáo dục như một bộ phận không thể tách rời của quá trình dạy học Người ta coi thí nghiệm là cơ sở của việc học hóa học và để rèn luyện

kĩ năng thực hành Thông qua thí nghiệm hóa học, HS nắm kiến thức một cách hứng thú, vững chắc và sâu hơn

Thí nghiệm hóa học còn có tác dụng giáo dục thế giới quan duy vật biện chứng

và củng cố niềm tin khoa học cho HS, giúp hình thành những đức tính tốt: Thận trọng, ngăn nắp, trật tự gọn gàng Đặc biệt với việc thay đổi nội dung chương trình sách giáo khoa và phương pháp dạy học mới theo hướng tích cực hóa hoạt động của HS như hiện nay thì thí nghiệm càng được coi trọng, nhất là thí nghiệm được tiến hành thực hiện bằng phương pháp nghiên cứu

Thí nghiệm nghiên cứu còn giúp tiết kiệm thời gian trên lớp mỗi tiết học, giúp

GV điều khiển hoạt động nhận thức của HS, kiểm tra đánh giá kết quả học tập của

HS thuận lợi và có hiệu suất cao hơn Do đó chúng góp phần hợp lí hoá quá trình hoạt động của GV và HS nâng cao hiệu quả dạy và học của thầy và trò

1.5 Phần mềm dạy học thí nghiệm

1.5.1 Khái quát phần mềm dạy học thí nghiệm

Phần mềm dạy học thí nghiệm ảo là một loại sản phẩm đa phương tiện, mô phỏng thí nghiệm về hiện tượng, quá trình vật lý, hóa học, sinh học nào đó xảy ra trong tự nhiên hoặc trong phòng thí nghiệm, được tạo ra bởi sự tích hợp các dữ liệu dạng số trên máy tính, có khả năng tương tác với người dùng và có giao diện thân thiện với người dùng[6]

Để hình thành tri thức mới cho HS cần lựa chọn phần mềm dạy học là những thí nghiệm ảo và sử dụng chúng với tư cách là một phương tiện dạy học đơn chiếc Phần mềm dạy học thí nghiệm ảo có thí nghiệm để giáo viên trình diễn, có thí nghiệm để học sinh tự làm (thoa tác trên máy tính) với tư cách là những thí nghiệm nghiên cứu

Những phần mềm dạy học thí nghiệm ảo mang tính chất nghiên cứu được tiến hành theo quy trình nghiên cứu khoa học, bắt đầu là quá trình tìm tòi, thu thập thông tin của học sinh, tiếp đến là xử lý thông tin thu thập được, từ đó đi đến kết luận, hình thành tri thức mới Khi HS làm thí nghiệm, học sinh sẽ đóng vai trò làm nhà nghiên cứu, tích cực suy nghĩ một cách độc lập, tìm kiếm con đường, cách thức

để chiếm lĩnh tri thức, khoa học mới Chủ động tạo ra các hiện tượng, thay đổi các

dữ kiện, tạo ra khả năng đi sâu vào hơn bản chất của các sự vật, hiện tượng và mối quan hệ nhân quả giữa chúng

Dù là giáo viên trình diễn hay hướng dẫn học sinh tự làm các thí nghiệm ảo theo hướng tích cực hóa quá trình nhận thức của HS thì người giáo viên phải thực hiên 3 công việc sau:

- Thứ nhất phải xác định được vị trí của thí nghiệm ảo trong quá trình dạy học, tình huống xuất hiện thí nghiệm ảo trong khuôn khổ phương pháp dạy học mà

HS tự làm thí nghiệm thì sau khi kết thúc thí nghiệm , HS thống báo kết quả thí

nghiệm , kiểm định giả thuyết đã nêu, phát biểu kết luận GV kiểm tra, đánh giá kết quả HS đã nghiên cứu, khẳng định tính đứng đắn của kết luận

1.5.2 Giới thiệu phần mềm Crocodile chemistry trong dạy học hóa học ở trường phổ thông

Crocodile chemistry là phần mềm ứng dụng cho phép sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, thiết kế thí nghiệm ảo

Thí nghiệm ảo hay thí nghiệm thật cũng đều là thí nghiệm trực quan, cũng làm sáng tỏ lý thuyết, gây hứng thú học tập cho học sinh, kích thích tính tò mò khoa học, làm học sinh nhận thức dễ dàng hơn, kiến thức thu được sẽ rõ ràng và sâu sắc, đồng thời lớp học sôi nổi, hào hứng… Tuy nhiên mỗi cách đều có ưu, nhược điểm riêng[6]

Có thể nói, với công nghệ hiện đại, với sự hỗ trợ đắc lực của máy tính thì cuộc sống ảo vô cùng phong phú, đôi khi nó còn lấn át cuộc sống thực của chúng ta Không thể nói thí nghiệm ảo hoàn toàn tốt hơn thí nghiệm thật, nhưng nó lại có rất nhiều ưu điểm so với thí nghiệm thật Có thể đưa ra một số điểm mà thí nghiệm ảo khắc phục được nhược điểm của thí nghiệm thật

Trường hợp giáo viên thực hiện thí nghiệm thật trên lớp thực sự rất khó khăn

để tất cả học sinh đều có thể quan sát rõ ràng như tiến trình cũng như hiện tượng thí nghiệm Trong khi đó, thí nghiệm ảo được thực hiện trên một màn chiếu, tất cả học sinh trong lớp đều có thể nhìn rõ những gì thực hiện trên đó, hơn nữa giáo ciên còn

có thể chỉnh kích cỡ của dụng cụ thí nghiệm đủ lớn để tất cả học sinh trong lớp có thể quan sát được

Vấn đề an toàn của thí nghiệm, nếu làm các hóa chất thật, đôi khi do sơ xuất

để xảy ra cháy nổ không mong muốn, nhưng với thí nghiệm ảo thì hoàn toàn an toàn, không lo cháy nổ ngoài dự định của giáo viên

Thực tế không phải thí nghiệm nào thực hiện cũng thành công mĩ mãn, nhưng với thí nghiệm ảo do đã được lập trình sẵn nên có thể nói gần như tất cả các thí nghiệm đều chuẩn xác, thực hiện thí nghiệm đem lại hiệu quả như mong đợi

Một vấn đề nữa là công tác chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, với một thí nghiệm đơn giản, ít dụng cụ thì giáo viên có thể dễ dàng chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, di chuyển từ lớp học này sang lớp học khác Tuy nhiên với một thí nghiệm các dụng cụ

cồng kềnh thì đây lại không phải là một điều đơn giản Còn với thí nghiệm ảo thì giáo viên hoàn toàn không lo lắng đến các vấn đề liên quan đến dụng cụ Vì các dụng cụ đã

có sẵn ở trong phần mềm, giáo viên chỉ cần thực hiện đúng thao tác là được

Như vậy với sự đa dạng về dụng cụ, hóa chất, phần mềm Crocodile Chemistry đem lại cho giáo ciên nhiều thuận lợi như:

+ Giáo viên không mất nhiều thời gian để chuẩn bị dụng cụ, hóa chất để làm thử, không gây độc hại, nguy hiểm cho giáo viên và học sinh, có thể biểu diễn các thí nghiệm phức tạp

+ Sử dụng được nhiều lần

+ Có thể lặp lại, hoặc tạm dừng khi cần nhấn mạnh các điểm quan trọng nhắc nhở học sinh lưu ý

+ Các thí nghiệm chậm có thể diễn ra trong thời gian ngắn

+ Cụ thể hóa trực tiếp nội dung trừu tượng

+ Hình ảnh minh họa làm rõ nội dung bài học

+ Giúp giáo viên tiết kiệm thời gian, giải thích tường minh, dễ hiểu

+ Hình ảnh phát triển hứng thú bài học, lớp học sinh động, hào hứng

1.5.3 Quy trình sử dụng phần mềm xây dựng thí nghiệm

Download phần mềm tại địa chỉ http://www.Crocodile Chemistry

-clips.com/file/CH 605.exe

Bước 1:Download phần mềm về chạy tệp CH605.exe

Hình 1.1 Giao diện phần mềm khi bắt đầu cài đặt

Bước 2: Chọn Next/ Đánh dấu mục I accept the tém in the license

Bước 4: Chọn Finish

Hình 1.4 Giao diện phần mềm khi cài đặt xong

Hình 1.5 Giao diện chính của phần mềm

Hình 1.6 Một số dụng cụ thí nghiệm

Bảng 1.3 Một số hóa chất thí nghiệm minh họa

1.6 Thực trạng xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường trung học phổ thông

- Gửi phiếu khảo sát

1.6.3 Đối tượng khảo sát

Chúng tôi đã tiến hành khảo sát đối với 65 thầy cô đang giảng dạy môn hóa học THPT của các trường trên địa bàn Hà Nội

1.6.4 Nội dung khảo sát

1.6.4.1 Phiếu khảo sát giáo viên

-Khảo sát hiệu quả sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường THPT

- Khảo sát tần suất sử dụng phần mềm thí nghiệm hóa học trong dạy học

- Khảo sát mức độ và hiệu quả sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm Crocodile Chemistry để thiết kế kế hoạch dạy học

- Năng lực tự học hóa học của HS ở trường phổ thông

1.6.4.2 Phiếu khảo sát đối với học sinh

- Tần suất được học hóa học có thí nghiệm hóa học

- Cảm nhận khi HS học tập có sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm

1.6.5 Kết quả khảo sát

1.6.5.1 Kết quả khảo sát giáo viên

Gửi phiếu khảo sát này đến 65 thầy cô với thâm niên giảng dạy khác nhau, chúng tôi đã thống kê được thực trạng sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm Crocodile Chemistry tại các trường THPT hiện nay

Biểu đồ 1.1 Tần suất GV sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm trong hóa học

Như vậy, khoảng 74% GV đã biết sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm, khoảng 23% GV sử dụng thường xuyên, như vậy tại các trường THPT hiện nay, các

GV chưa tích cực sử dụng PMDH vào trong dạy học môn Hóa

Biểu đồ 1.2 Tần suất GV sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry

Khoảng 75% GV đã biết sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry, khoảng 17% GV sử dụng thường xuyên, như vậy tại các trường THPT hiện nay, các GV chưa đưa phần mềm Crocodile Chemistry vào sử dụng nhiều

Bảng 1.4 Ý kiến GV về hiệu quả sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry trong dạy

Chất lượng bài học được nâng cao 58 89.23%

Có thể tham khảo thêm kiến thức ngoài SGK 57 87.69%

Bảng 1.5 Ý kiến GV về NLTH môn hóa học của HS ở trường THPT

1.6.5.2 Kết quả khảo sát đối với học sinh

Biểu đồ 1.3 Tần suất được học tập môn Hóa học có sử dụng thí nghiệm

Biểu đồ 1.4 Cảm nhận của HS khi được học tập có sử dụng PMDH Crocodile

Chemistry

Kết luận: Việc học tập có sử dụng TN trong dạy học ở trường THPT còn gặp nhiều hạn chế, do chủ quan và khách quan Vì vậy, việc sử dụng PMDH Crocodile Chemistry trong dạy học hóa học rất cần được quan tâm và phát triển hơn nữa để

HS cảm thấy yêu thích và nâng cao các năng lực học tập cho HS

1.6.6 Nhận xét chung về kết quả điều tra

Hơn 95% GV cho rằng CNTT có tác dụng to lớn trong việc đổi mới PPDH hóa học Tuy nhiên, chỉ có 23.19% GV thường xuyên sử dụng KHDH có ứng dụng CNTT Lí do hơn 68% GV cho rằng các trường thiếu thốn về cơ sở vật chất Hiện nay, ở mỗi trường THPT chỉ có một hoặc hai phòng máy chiếu multimedia Để dạy

và học ở phòng máy, HS phải di chuyển rất mất thời gian, GV phải đăng kí trước Đôi khi máy móc có sự cố hoặc cúp điện… Không những vậy, hơn 81% GV cho rằng không có thời gian soạn KHDH có ứng dụng CNTT Hiện nay, nguồn tư liệu phong phú giúp GV soạn KHDH là download từ internet (hơn 81%) Mặc dù điều kiện tiếp cận với máy tính và mạng internet ngày nay đã cải thiện nhiều nhưng GV thì rất bận rộn

Hiện nay, chỉ có khoảng 9% GV sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry trong dạy học tương tác vì cho rằng phần mềm này khó dùng, thao tác phức tạp Sau khi tìm hiểu thấy được những mặt tích cực của phần mềm, chúng tôi mạnh dạn chọn nghiên cứu đề tài nhằm góp một phần nhỏ bé vào công cuộc đổi mới PPDH hóa học

ở trường THPT