Hóa học – là một bộ môn khoa học vừa lý thuyết, vừa thực nghiệm gắn liền với các hiện tượng trong cuộc sống và thực tiễn nên việc chú trọng đến nội dung thực hành, thí nghiệm cũng như nh
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHUYÊN BIỆT
1.1 Năng lực và vấn đề phát triển năng lực cho học sinh THPT
Có nhiều nhà nghiên cứu đã đƣa ra các khái niệm năng lực dựa trên dấu hiệu khác nhau Chúng tôi sử dụng khái niệm: “Năng lực là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng, thái độ và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực hiện thành công nhiệm vụ hoặc giải quyết hiệu quả vấn đề đặt ra của cuộc sống” [1], [2]
Năng lực của học sinh là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng, thái độ, phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực hiện thành công nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra cho chính các em trong cuộc sống Khái niệm này thể hiện một cấu trúc động (trìu tƣợng), có tính mở, đa thành tố, đa tầng bậc, hàm chứa trong nó không chỉ là kiến thức, kĩ năng, mà cả niềm tin, giá trị, trách nhiệm xã hội, thể hiện ở tính sẵn sàng hành động của các em trong môi trường học tập phổ thông và những điều kiện thực tế đang thay đổi của xã hội Năng lực có cấu trúc và các tiêu chí xác định cụ thể Theo [3] mô tả năng lực hành động có cấu trúc gồm 4 năng lực thành phần đƣợc tổ hợp và liên kết chặt chẽ với nhau, đó là: Năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội và năng lực cá thể Mô hình cấu trúc năng lực này có thể cụ thể hóa trong từng lĩnh vực chuyên môn, nghề nghiệp khác nhau và cũng phù hợp với bốn trụ cột giáo dục mà UNESCO đã xác định, đó là: Học để biết; Học để làm; Học để cùng chung sống và Học để tự khẳng định
Khi tổng quan các nghiên cứu về năng lực, chúng tôi nhận thấy rằng, để hình thành và phát triển năng lực cho con người thì cần phải có điều kiện cần và đủ sau: Điều kiện cần : Kiến thức + Kĩ năng + Phương pháp + Thái độ + Động cơ + Thể lực,… để đáp ứng những yêu cầu phức hợp của một hoạt động, đảm bảo cho hoạt động đó đạt kết quả tốt đẹp trong một điều kiện xác định Điều kiện đủ: Khả năng của chủ thể kết hợp một cách linh hoạt, có tổ chức và hợp lí các yếu tố cần có để hoàn thành một nhiệm vụ đặt ra, điều này làm nên sự khác biệt của mỗi con người
Nhƣ vậy, muốn hình thành và phát triển năng lực cho HS thì cần phải làm rõ một số vấn đề quan trọng nhƣ: Những yếu tố nào cấu thành năng lực? Những năng lực nào cần phát triển cho HS trong đổi mới chương trình giáo dụcTHPT? Muốn phát triển một năng lực cụ thể nào đó thì phải tác động vào yếu tố nào trong cấu trúc của năng lực đó?
1.1.2 Năng lực chung và năng lực chuyên biệt của môn hóa học THPT
1.1.2.1 Về các năng lực chung
Quá trình dạy học nói chung cần hình thành và phát triển các năng lực chung cho học sinh trung học phổ thông nhƣ sau:
- Tự học: là năng lực học tập; lập kế hoạch và thực hiện cách học; và đánh giá, điều chỉnh cách học nhằm tự học và tự nghiên cứu một cách hiệu quả và có chất lƣợng
- Giải quyết vấn đề và sáng tạo: là năng lực biểu hiện thông qua việc phát hiện và làm rõ đƣợc vấn đề; đề xuất, lựa chọn, thực hiện và đánh giá đƣợc các giải pháp giải quyết vấn đề; nhận ra, hình thành và triển khai được các ý tương mới; và có tƣ duy độc lập
- Thẩm mỹ: là năng lực biểu hiện thông qua các hành vi nhận ra cái đẹp; diễn tả, giao lưu thẩm mỹ; và tạo ra cái đẹp
- Thể chất: là năng lực biểu hiện thông qua cuộc sống thích ứng và hài hòa với môi trường; rèn luyện sức khỏe thể lực; và nâng cao sức khỏe tinh thần
Giao tiếp: là năng lực biểu hiện thông qua việc kỹ
Hợp tác: ương thức hợp tác, trách nhiệm và hoạt động của bản thân trong quá trình hợp tác, nhu cầu và khả năng của ngư hoạt động hợp tác
Tính toán: và đo lường c
Sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông (ICT): là năng lực biểu hiện thông thông tin phù hợp chuẩn mực đạo đức để phát hiện và giải quyết vấn đề trong môi trường công nghệ tri thức; học tập, tự học và hợp tác
Các năng lực trên vừa đan xen nhƣng vừa tiếp nối nhau, tạo nên những năng lực cần thiết của một người công dân trong tương lai
1.1.2.2 Về các năng lực chuyên biệt của môn hóa học
Dạy học hóa học ở trường THPT cần hình thành và phát triển các năng lực chuyên
5 biệt của môn hóa học gồm :
- Năng lực sử dụng ngôn ngữ hoá học
Năng lực ng danh pháp hóa học
- Năng lực thực hành hoá học
Năng lực quan sát, mô tả, giải thích các hiện tƣợng TN và rút ra kết luận Năng lực xử lý thông tin liên quan đến TN
- Năng lực tính toán: Tính toán theo khối lƣợng chất tham gia và tạo thành sau phản toán hóa học
- Năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào cuộc sống Có năng lực hệ thống hóa kiến sống thực trong các vấn để các lĩnh vực khác nhau
- Năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề thông qua môn hoá học: Phân tích phát hiện và nêu đƣợc tình huống có vấn đề trong học tập môn hóa học Xác định đƣợc và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến vấn đề phát hiện trong các chủ đề hóa học Đề xuất đƣợc giải pháp giải quyết vấn đề đã phát hiện Lập đƣợc kế hoạch để giải quyết một số vấn đề đơn giản.Thực hiện đƣợc kế hoạch đã đề ra có sự hỗ trợ của GV Thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề và nhận ra sự phù hợp hay không phù hợp của giải pháp thực hiện đó
1.1.3 Các năng lực cần phát triển ở học sinh trung học phổ thông
Tư tưởng cốt lõi của xu hướng đổi mới chương trình giáo dục sau năm 2015 của
Bộ Giáo dục và Đào tạo là hướng đến quá trình giáo dục hình thành năng lực chung, năng lực chuyên biệt để con người có tiềm lực phát triển, thích nghi với hoàn cảnh sống, học tập, làm việc luôn biến đổi trong cả cuộc đời
Theo [1], các năng lực chung cần phát triển cho học sinh THPT gồm:
Nhóm năng lực làm chủ và phát triển bản thân: Năng lực tự học; Năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề; Năng lực tƣ duy; Năng lực tự quản lý
Nhóm năng lực về quan hệ xã hội: Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác
Nhóm năng lực công cụ: Năng lực sử dụng Công nghệ thông tin và Truyền thông
(ICT); Năng lực sử dụng ngôn ngữ; Năng lực tính toán
Năng lực chuyên biệt là những năng lực đƣợc hình thành và phát triển trên cơ sở các năng lực chung theo hướng chuyên sâu, riêng biệt trong các loại hình hoạt động, công việc hoặc tình huống, môi trường đặc thù, cần thiết cho những hoạt động chuyên biệt, đáp ứng yêu cầu hạn hẹp hơn của các lĩnh vực học tập nhƣ ngôn ngữ, toán học, khoa học tự nhiên, khoa học xã hội và nhân văn, công nghệ, nghệ thuật, đạo đức – giáo dục công dân, giáo dục thể chất
Dựa trên cơ sở mục tiêu và chuẩn chung của giáo dục phổ thông sau năm 2015, ngoài các năng lực chung, chương trình môn Hóa học ở trường phổ thông dự kiến sẽ giúp HS đạt đƣợc các năng lực chuyên biệt về môn Hóa học nhƣ: Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học; Năng lực thực hành hóa học; Năng lực tính toán; Năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn Hóa học; Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn
1.2 Cơ sở lý luận về sử dụng bài tập hóa học theo định hướng phát triển năng lực
1.2.1 Vai trò của việc sử dụng bài tập trong dạy học hóa học
Bản thân bài tập hóa học đã là phương pháp dạy học hóa học tích cực song tính tích cực của phương pháp này được nâng cao hơn khi được sử dụng như là nguồn kiến thức để học sinh tìm tòi chứ không phải để tái hiện kiến thức Với tính đa dạng của mình, bài tập hóa học là phương tiện để tích cực hóa hoạt động của học sinh trong các bài dạy hóa học, nhƣng hiệu quả của nó còn phụ thuộc vào việc sử dụng của giáo viên trong quá trình dạy học hóa học
1.2.2 Đặc điểm bài tập định hướng phát triển năng lực
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHUYÊN BIỆT TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
2.1.Khái niệm về bài tập thực nghiệm
Bài tập thực nghiệm là bài tập chứa đựng các thông tin xuất phát từ các hiện tƣợng, tình huống diễn ra trong phòng thí nghiệm, quá trình sản xuất cuộc sống hàng ngày, đã được đơn giản hóa, lý tưởng hóa nhưng vẫn chứa đựng các yếu tố quan trọng của thực tiễn Các bài tập hóa 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 hóa học theo ý đồ của người dạy
2.2.Tác dụng của bài tập thực nghiệm trong dạy học hóa học phát triển năng lực
Bài tập thực nghiệm là một phương tiện có hiệu quả cao trong việc rèn luyện kỹ năng thực hành, phương pháp làm việc khoa học, độc lập góp phần hình thành cho học sinh năng lực thực hành hóa học, năng lực tƣ duy hóa học … Giáo viên có thể sử dụng bài tập thực nghiệm khi nghiên cứu, hình thành kiến thức mới; khi luyện tập, rèn luyện kỹ năng cho học sinh; khi kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng của học sinh
Khi giải bài tập thực nghiệm, học sinh phải biết vận dụng kiến thức để giải bằng lí thuyết rồi sau đó tiến hành thí nghiệm để kiểm nghiệm tính đúng đắn của những
11 bước giải lí thuyết và rút ra kết luận về cách giải Giáo viên cần hướng dẫn học sinh các bước giải bài tập thực nghiệm:
Bước 1: Giải lý thuyết, hướng dẫn học sinh phân tích lí thuyết, xaay dựng các bước giải, dự đoán hiện tƣợng, kết quả thí nghiệm, lựa chọn hóa chất, dụng cụ, dự kiến cách tiến hành
Bước 2: Tiến hành thí nghiệm, chú trọng đến kỹ năng
- Mô tả đầy đủ, đúng hiện tƣợng thí nghiệm và giải thích đúng các hiện tƣợng đó
- Đối chiếu kết quả thí nghiệm với việc giải lý thuyết, rút ra nhận xét, kết luận.Với các dạng bài tập khác nhau thì các hoạt động cụ thể của học sinh cũng có thể thay đổi cho phù hợp Cần chú ý rằng khi sử dụng các bài tập thực nghiệm, có thể dùng nhiều hình thức khác nhau
+ Sử dụng các thí nghiệm hóa học và các dụng cụ hóa chất cần thiết để làm bài tập (toàn thể học sinh làm hoặc một vài em làm thí nghiệm biểu diễn; kết hợp vừa giải bằng lý thuyết và có một phần bằng thực nghiệm)
+ Bài tập chỉ được giải bằng lý thuyết (mang tính chất thực nghiệm tưởng tượng)
+ Bài tập bằng hình vẽ, sơ đồ (dùng hình vẽ để mô tả cách lắp đặt dụng cụ, thu khí,…hoặc từ hình vẽ, sơ đồ cho trước, phân tích các khả năng phù hợp)
2.3 Sử dụng hệ thống bài tập thực nghiệm trong dạy học hóa học nhằm phát triển năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học, năng lực thực hành hóa học và năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống
2.3.1 Nguyên tắc lựa chọn và xây dựng
Nguyên tắc 1: Giáo viên nên lựa chọn các thí nghiệm hóa học đảm bảo đƣợc tính an toàn và không độc hại
Nguyên tắc 2: Nên lựa chọn những thí nghiệm khi thực hiện phải có kết quả tốt, đảm bảo tính khoa học và liên kết đƣợc với các tình huống bài tập
Nguyên tắc 3: Cần lựa chọn những thí nghiệm gắn liền với nội dung kiến thức trọng tâm của mục tiêu
Nguyên tắc 4: Nên lựa chọn những thí nghiệm có tính trực quan cao, hiện tƣợng thí nghiệm rõ rang, dễ quan sát bằng mắt thường và có tính thuyết phục cao
Nguyên tắc 5: Nên lựa chọn hệ thống thí nghiệm học sinh biểu diễn, hóa chất dễ kiếm, dụng cụ đơn giản, học sinh dễ làm nhƣng mang tính khoa học cao Với những thí nghiệm khó, hóa chất độc hại thì giáo viên hướng dẫn tìm hiểu qua thí nghiệm hóa học ảo
Nguyên tắc 6: Lựa chọn những thí nghiệm có tính hấp dẫn, kích thích hứng thú học tập cho người dạy và người học đồng thời đáp ứng các tiêu chí phát triển năng lực hướng tới
2.3.2 Quy trình xây dựng và sử dụng
Bước 1: Xác định mục tiêu, lựa chọn nội dung kiến thức hóa học có liên quan đến các thí nghiệm thực hiện
Bước 2: Lựa chọn các thí nghiệm đáp ứng đƣợc các tiêu chí phát triển năng lực hướng tới
Bước 3: Tiến hành làm thử các thí nghiệm đã lựa chọn để xác định những hướng dẫn cụ thể về dụng cụ, hóa chất, trong điều kiện thí nghiệm của nhà trường và trong cuộc sống thực tiễn, cách cải tiến thí nghiệm thành công (dụng cụ, hóa chất thay thế, bổ sung các điều kiện để thí nghiệm thành công, an toàn)
Bước 4: Thiết kế hệ thống câu hỏi, bài tập thí nghiệm để hình thành, phát triển và đánh giá năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học, năng lực thực hành hóa học, năng lực hợp tác và năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống cho học sinh
Thực hiện thí nghiệm: Khả năng hấp thụ chất khí của than gỗ
* Mục đích: Thử khả năng hấp thụ chất khí của than gỗ
- Dụng cụ: Lọ thủy tinh, nút cao su thường, nút cao su có ống thủy tinh vuốt nhọn xuyên qua, ống nghiệm, bình tam giác
- Hóa chất: Mẩu đồng, axit nitrit đặc, than gỗ
* Cách tiến hành thí nghiệm
- Cho 1-2 mẩu Cu vào bình tam giác sau đó nhỏ 2ml dung dịch HNO3 đặc và đậy nút cao su có ống vuốt nhọn xuyên qua
- Khí NO2 sinh ra đƣợc thu vào 1 bình tam giác khác Khi thu xong đậy nút cao su thường lại
- Thả một mẩu than gỗ vào bình tam giác có đựng khí NO2 rồi lắc nhẹ Quan sát hiện tƣợng xảy ra
* Hiện tƣợng và giải thích hiện tƣợng
- Khi cho dung dịch axit HNO3 đặc vào bình tam giác có chứa mẩu Cu thì PTHH xảy ra tạo dung dịch muối đồng màu xanh và khí NO2 màu nâu đỏ sinh ra
PTHH: Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H 2 O
HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI
Chúng tôi chọn mẫu thực nghiệm tại trường THPT Đô lương 1 gồm K10: 2 lớp; K11: 2 lớp; K12: 2 lớp Học sinh đƣợc khảo sát trong quá trình thực nghiệm sƣ phạm gồm 6 lớp, trong đó 3 lớp thuộc nhóm thực nghiệm và 3 lớp thuộc nhóm đối chứng Các lớp đƣợc chọn có sĩ số, điều kiện tổ chức dạy học, có trình độ và chất lượng học tập tương đương nhau.Như vậy kích thước và chất lượng của mẫu đã thỏa mãn yêu cầu của thực nghiện sƣ pham
Bảng 3.1 Bảng số liệu học sinh đƣợc chọn làm mẫu thực nghiệm
Nhóm thực nghiệm Nhóm đối chứng
Lớp Sĩ số Lớp Sĩ số
Bảng 3.2 Bảng kết quả đánh giá năng lực chuyên biệt của học sinh
Các năng lực Tiêu chí đánh giá K10 K11 K12
TN ĐC TN ĐC TN ĐC
1 Năng lực hệ thống kiến thức của người học
2 Năng lực thực hành hóa học (quan sát, phân tích, hợp tác…)
4 Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn
5 Năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề
* Đối với các lớp học đối chứng
Giáo viên dạy theo phương pháp dạy học truyền thống theo lỗi một chiều nên HS học thụ động chỉ lắng nghe và ngồi ghi chép Lớp học buồn tẻ và nội dung bài học nhƣ SGK không mở rộng thêm, HS không tiến hành làm thí nghiệm, không sử dụng bài tập thực nghiệm, cũng không tổ chức hoạt động nhóm để củng cố kiến thức cũ và tìm ra kiến thức mới nên không phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo Tuy nhiên, có lúc GV cũng có sử dụng phương pháp vấn đáp nêu vấn đề, HS cũng tham gia vào trả lời các câu hỏi nhƣng HS chƣa thật sự hứng thú, tự giác và chủ động trong học tập
* Đối với các lớp học thực nghiệm
Không khí lớp học sôi nổi và HS hứng thú học tập, tích cực tham gia các hoạt động nhóm và góp ý kiến xây dựng bài, khả năng hợp tác tiếp nhận và sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ học tập của tất cả các HS trong lớp chủ động hơn
HS phát huy đƣợc các năng lực: giao tiếp, hợp tác, quan sát, phân tích, giải thích, đề xuất, tính toán, vận dụng kiến thức, phát hiện và giải quyết vấn đề…Qua đó, giúp HS phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo trong học tập
Mức độ học tập, hiểu bài và tổng hợp kiến thức của HS ở lớp TN nhanh hơn, năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề thực tiễn hay trả lời các câu hỏi, bài tập thực nghiệm nhanh hơn, chặt chẽ hơn và chính xác hơn.