xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học có nhiều cách giải để rèn luyện tư duy cho học sinh lớp 12 trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM  LƯƠNG CÔNG THẮNG Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học môn hóa học Mã số : 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG TP.HCM Năm 2010 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI ĐỂ RÈN LUYỆN TƯ DUY CHO HỌC SINH LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Trong những ngày thực hiện luận văn này, vì chưa quen với công việc nên em đã gặp không ít khó khăn. Ngoài những cố gắng của bản thân và sự hỗ trợ của gia đình, nếu không có sự giúp đỡ rất nhiệt tình và chân thành của các thầy cô và đồng nghiệp thì có lẽ em đã không thể hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu của mình. Do vậy khi cầm trên tay quyển luận văn, lời đầu tiên em muốn nói là lời cảm ơn chân thành đến những người đã giúp đỡ em. Em xin được gửi lời cảm ơn đặc biệt đến PGS.TS. Nguyễn Xuân Trường, người thầy đã tận tâm, rất nhiệt tình và hết mình hướng dẫn chỉ bảo cho em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Hóa đặc biệt là PGS.TS.Trònh Văn Biều đã luôn ủng hộ, góp ý và giúp đỡ em trong thời gian qua. Và cuối cùng em cũng xin cảm ơn thầy Nguyễn Anh Duy, Thầy Nguyễn Văn Vương, thầy Lưu Quốc Thành, cô Nguyễn Thò Phương Uyên và anh chò học viên cao học K.18 đã động viên, giúp đỡ em hoàn thành luận văn. Bước đầu làm quen với công việc nghiên cứu, với thời gian và khả năng còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được sự đóng góp chân thành của q thầy cô và các bạn. Xin chân thành cảm ơn Tp. Hồ Chí Minh tháng 7 năm 2010 Bảng chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ Chữ viết tắt Bài tập BT Bài tập hóa học BTHH Định luật bào toàn khối lượng ĐLBTKL Đối Chứng ĐC Giáo viên GV Học sinh HS Phương pháp dạy học PPDH Phương trình PT Phương trình hóa học PTHH Trung học phổ thông THPT Thực nghiệm TN Thực nghiệm sư phạm TNSP Sách giáo khoa SGK Danh mục các bảng Bàng 3.1. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích ( Lớp 12A10 và 12A11 của trường THPT Võ Trường Toản) Bảng 3.2. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích ( Lớp 12A1 và 12A2 của trường THPT TT Đông Du) Bảng 3.3. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích ( Lớp 12A4 và 12A8 của trường THPT TT Đông Du) Bảng 3.4. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích ( Lớp 12A4 và 12A5 của trường THPT Lê Minh Xuân) Bảng 3.5. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích ( Lớp 12A3 và 12A7 của trường THPT Tam Phú) Bảng 3.6. Tổng hợp phân phối tần số Bảng 3.7. Tổng hợp các tham số đặc trưng Danh mục các hình vẽ, đồ thị Hình 3.1. Đồ thị đường lũy tích lớp 12A11 và 12A10 trường THPT Võ Trường Toản. Hình 3.2. Đồ thị đường lũy tích lớp 12A1 và 12A2 trường THPT TT Đông Du. Hình 3.3. Đồ thị đường lũy tích lớp 12A4 và 12A8 trường THPT TT Đông Du. Hình 3.4. Đồ thị đường lũy tích lớp 12A4 và 12A5 trường THPT Lê Minh Xuân. Hình 3.5. Đồ thị đường lũy tích lớp 12A3 và 12A7 trường THPT Tam Phú. MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Một trong những mục tiêu dạy học hóa học ở Trung học phổ thông là ngoài việc truyền thụ kiến thức hóa học phổ thông cơ bản còn cần mở rộng kiến thức, hình thành cho học sinh phương pháp học tập khoa học, phát huy tính chủ động, sáng tạo, rèn luyện năng lực nhận thức, tư duy hóa học thông qua các hoạt động học tập đa dạng, phong phú. Như vậy, ngoài nhiệm vụ đào tạo toàn diện cho thế hệ trẻ, việc dạy học hóa học còn có chức năng phát hiện, bồi dưỡng, nâng cao tri thức cho những học sinh có năng lực, hứng thú trong học tập bộ môn. Nhiệm vụ này được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau.Trong đó bài tập hóa học là một trong những phương tiện giúp học sinh rèn luyện được tư duy. Giải một bài toán hóa học bằng nhiều phương pháp khác nhau là một trong những nội dung quan trọng trong dạy học hóa học ở trường phổ thông. Phương pháp giáo dục ở ta hiện nay còn nhiều gò bó và hạn chế tầm suy nghĩ, sáng tạo của học sinh. Bản thân các em học sinh khi đối mặt với một bài toán cũng thường có tâm lý tự hài lòng sau khi đã giải quyết được bài toán bằng cách nào đó, mà chưa nghĩ đến chuyện tìm cách giải tối ưu, giải quyết bài toán bằng cách nhanh nhất. Do đó, giải bài toán hóa học bằng nhiều cách khác nhau là một cách để rèn luyện tư duy và kỹ năng học hóa của mỗi người, giúp ta có khả năng nhìn nhận vấn đề theo nhiều hướng khác nhau, phát triển tư duy logic, sử dụng thành thạo và tận dụng tối đa các kiến thức đã học. Đối với giáo viên, suy nghĩ về bài toán và giải bài toán bằng nhiều cách là một hướng đi có hiệu quả để tổng quát hoặc đặc biệt hóa, liên hệ với những bài tập cùng dạng, điều này góp phần hỗ trợ phát triển các bài tập hay và mới cho học sinh. Vì vậy chúng tôi chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học có nhiều cách giải để rèn luyện tư duy cho học sinh lớp 12 Trung học phổ thông ". Hy vọng đề tài này sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở trường THPT. 2. Mục đích nghiên cứu + Rèn luyện tư duy cho học sinh lớp 12 trường Trung học phổ thông qua hệ thống bài tập hóa học có nhiều cách giải. + Nâng cao hiệu quả dạy học hóa học 12 trường THPT. 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 3.1. Khách thể nghiên cứu : Quá trình dạy học hóa học ở trường THPT. 3.2. Đối tượng nghiên cứu : Hệ thống bài tập hóa học có nhiều cách giải ở lớp 12 trường THPT. 4. Nhiệm vụ của đề tài  Nghiên cứu cơ sở lý luận về nhận thức, về tư duy, về phương pháp dạy học tích cực và phương tiện dạy học.  Xây dựng hệ thống bài tập hóa học có nhiều cách giải theo chương trình lớp 12 trường THPT.  Nghiên cứu, đề xuất phương pháp sử dụng hệ thống bài tập có nhiều cách giải một cách có hiệu quả trong quá trình dạy học hóa học ở lớp 12 trường THPT.  Thực nghiệm sư phạm đánh giá hiệu quả của việc sử dụng hệ thống bài tập có nhiều cách giải để rèn tư duy cho học sinh. 5. Giả thuyết khoa học Nếu giáo viên sử dụng hệ thống bài tập hóa học có nhiều cách giải một cách tích cực và hợp lí sẽ giúp cho học sinh mở rộng, đào sâu kiến thức, rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp tự học và như vậy sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Nghiên cứu lí luận + Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến đề tài. + Nghiên cứu lí luận về nhận thức, về tư duy. + Nghiên cứu lí luận về đổi mới phương pháp dạy học và phương tiện dạy học. 6.2. Nghiên cứu thực tiễn + Điều tra tình hình sử dụng bài tập trong dạy học hóa học. + Trao đổi kinh nghiệm với giáo viên về cách sử dụng bài tập để rèn tư duy cho học sinh. + Thực nghiệm sư phạm. Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Sơ lược về lịch sử vấn đề nghiên cứu Việc nghiên cứu các vấn đề về bài tập hóa học từ trước đến nay đã có nhiều công trình của các tác giả như ở trong nước có GS.TS. Nguyễn Ngọc Quang nghiên cứu lý luận về bài toán; PGS. TS. Nguyễn Xuân Trường nghiên cứu về bài tập thực nghiệm định lượng; PGS.TS. Lê Xuân Trọng, PGS.TS. Đào Hữu Vinh, TS. Cao Cự Giác và nhiều tác giả khác quan tâm đến nội dung và phương pháp giải toán hóa học Tuy nhiên xu hướng hiện nay của lý luận dạy học là đặc biệt chú trong đến hoạt động tư duy và vai trò của học sinh trong quá trình dạy học, đòi hỏi học sinh phải làm việc tích cực, tự lực. Trong các công trình nghiên cứu trước đây, chưa có công trình nào nghiên cứu một cách có hệ thống về bài tập hóa học có nhiều cách giải, chỉ có một số bài báo của PGS.TS. Nguyễn Xuân Trường trên tạp chí “Hóa học & Ứng dụng”, tác giả Vũ khắc Ngọc trên blog, và tác giả Huỳnh Văn Út dưới dạng sách tham khảo và một số bài tập minh họa trong luận văn thạc sĩ của một số học viên cao học. Tuy nhiên, đây mới chỉ là một số bài tập hóa học có nhiều cách giải đơn lẻ hoặc một số bài tập đơn giản. 1.2. Lý luận về dạy học 1.2.1. Đổi mới phương pháp dạy học Định hướng đổi mới PPDH đã được nêu trong các Nghị quyết của Đảng và Luật giáo dục. Luật giáo dục, năm 2005 đã chỉ rõ “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác , chủ động , sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”. - Đổi mới phương pháp là một quá trình liên tục phát huy, kế thừa những tinh hoa của giáo dục truyền thống và tiếp thu có chọn lọc những phương pháp hiện đại trên thế giới. - Cần khuyến khích sự phong phú đa dạng của các phương pháp cũng như là sự phong phú đa dạng của các ý tưởng. - Trọng tâm của việc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là hướng vào người học. - Cái đích cuối cùng của việc đổi mới phương pháp là nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học. - Học là hiểu, ghi nhớ, liên hệ, áp dụng. Người sinh viên, học sinh giỏi là người sinh viên, học sinh có tư duy tốt chứ không phải người sinh viên, học sinh chỉ biết thuộc bài. - Người giáo viên giỏi không phải là cho sinh viên, học sinh biết nhiều kiến thức mà là dạy cho sinh viên, học sinh biết cách tư duy, biết cách sử dụng những kiến thức vào các tình huống mới, vào đời sống thực tế. - Giáo viên chỉ dạy tốt khi có sự đồng cảm với sinh viên, học sinh. - Những điều kiện để sinh viên, học sinh học tập có hiệu quả là sức khỏe, vốn kiến thức, khả năng ghi nhớ, khả năng tư duy sáng tạo, phương pháp học tập, điều kiện cơ sở vật chất phục vụ cho học tập, có thầy giỏi. Hiện nay, chúng ta đang thực hiện đổi mới chương trình và SGK phổ thông mà trọng tâm là đổi mới PPDH. Chỉ có đổi mới căn bản PP dạy và học thì mới có thể tạo được sự đổi mới thực sự trong giáo dục, mới có thể đào tạo lớp người năng động, sáng tạo. 1.2.2. Một số xu hướng đổi mới phương pháp dạy học [3]  Phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo của người học. Chuyển trọng tâm hoạt động từ giáo viên sang học sinh. Chuyển lối học từ thông báo tái hiện sang tìm tòi khám phá.  Cá thể hóa việc dạy học.  Sử dụng tối ưu các phương tiện dạy học đặc biệt là tin học và công nghệ thông tin.  Tăng cường khả năng vận dụng kiến thức vào đời sống. Chuyển từ lối học nặng về ghi nhớ kiến thức sang lối học coi trọng việc vận dụng kiến thức.  Cải tiến việc kiểm tra - đánh giá việc nắm vững kiến thức của học sinh.  Phục vụ ngày càng tốt hơn hoạt động tự học và phương châm học suốt đời.  Gắn dạy học với nghiên cứu khoa học với mức độ ngày càng cao (theo sự phát triển của học sinh, theo cấp học, bậc học). 1.2.3. Dạy học hướng vào người học [3] Cách gọi khác: “Dạy học lấy học sinh làm trung tâm”. “Dạy học hướng tập trung vào học sinh”. Sau đây là một số nội dung cơ bản của tư tưởng dạy học hướng vào người học : - Mục đích dạy học vì sự phát triển nhiều mặt của học sinh :  Coi trọng lợi ích, nhu cầu, hứng thú của người học.  Phát huy cao nhất các năng lực tiềm ẩn của người học.  Hình thành cho người học phương pháp học tập khoa học, năng lực sáng tạo, khả năng thích ứng với môi trường… - Phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo của người học. - Giáo viên không chỉ truyền đạt kiến thức mà quan trọng hơn là tổ chức ra những tình huống học tập kích thích trí tò mò, tư duy độc lập, sáng tạo của học sinh, hướng dẫn học sinh học tập. - Người học được tham gia vào quá trình đánh giá, tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau. 1.2.4. Dạy học bằng hoạt động của người học [3] Nội dung cơ bản của xu hướng đổi mới phương pháp này là tạo mọi điều kiện cho học sinh hoạt động càng nhiều càng tốt. Theo lối dạy học cũ, hoạt động của thầy chiếm phần lớn thời gian trên lớp. Trò chủ yếu ngồi nghe một cách thụ động, rất ít khi tham gia vào hoạt động chung của lớp. Trò ít được phát biểu, càng rất ít khi được thắc mắc, hỏi thầy những điều không hiểu hay chưa được rõ. Dạy như thế kết quả học tập bị hạn chế rất nhiều. Người ta đã tìm cách làm giảm thời gian hoạt động của thầy và tăng thời gian hoạt động của trò trong một tiết học. Với cách tiếp cận đó, thực chất của dạy học bằng hoạt động của người học là chuyển từ lối dạy cũ (thầy nặng về truyền đạt, trò tiếp thu một cách thụ động) sang lối dạy mới, trong đó vai trò chủ yếu của thầy là tổ chức, hướng dẫn hoạt động, trò chủ động tìm kiếm, phát hiện ra kiến thức. 1.2.4.1. Ý nghĩa, tác dụng của dạy học bằng hoạt động của người học - Dạy học bằng hoạt động của người học là một nội dung của dạy học hướng vào người học. Học sinh chỉ có thể phát triển tốt các năng lực tư duy, khả năng giải quyết vấn đề, thích ứng với cuộc sống… nếu như họ có cơ hội hoạt động. - Dạy học bằng hoạt động của người học là một trong những con đường dẫn đến thành công của người giáo viên. - Dạy học bằng hoạt động của người học làm tăng hiệu quả dạy học. - Dạy học bằng hoạt động của người học có ý nghĩa đặt biệt quan trọng khi rèn luyện các kỹ năng dạy học cho sinh viên sư phạm vì kỹ năng chỉ có thể được hình thành qua hoạt động. 1.2.4.2. Những biện pháp để tăng cường hoạt động của người học - Thầy gợi mở, nêu vấn đề cho trò suy nghĩ. - Sử dụng câu hỏi dưới nhiều dạng khác nhau từ thấp đến cao. - Thầy yêu cầu trò nêu câu hỏi về các vấn đề mà bản thân thấy không hiểu hay chưa rõ. - Ra bài tập hay yêu cầu học sinh hoàn thành một nhiệm vụ học tập. - Giáo viên hướng dẫn học sinh làm việc với sách giáo khoa. - Tổ chức cho học sinh làm một vài thí nghiệm nhỏ. - Thảo luận nhóm. - Thuyết trình theo chủ đề. - Tổ chức cho học sinh nhận xét, góp ý, tham gia vào quá trình đánh giá lẫn nhau. - Câu lạc bộ hóa học. [...]... pháp dạy học, dạy học hướng vào người học, dạy học bằng hoạt động của người học 2 Cơ sở lý luận bài tập hóa học : Khái niệm, tác dụng, phân loại bài tập hóa học, các phương pháp giải bài tốn hóa học, q trình giải bài tập hóa học 3 Vấn đề rèn luyện tư duy : Định nghĩa, tầm quan trọng, đặc điểm, phẩm chất của tư duy, tư duy khoa học tự nhiên, tư duy hóa học, mối quan hệ giữa BTHH và rèn luyện tư duy Tất... nền tảng cơ sở cho phép chúng tơi nêu lên một số vấn đề, cần được hiểu và làm theo quan điểm tiếp cận hệ thống, góp phần phát triển năng lực tư duy HS lên một mức cao nhất Chương 2 HỆ THỐNG BÀI TẬP HĨA HỌC CĨ NHIỀU CÁCH GIẢI VÀ CÁCH SỬ DỤNG ĐỂ RÈN TƯ DUY CHO HỌC SINH 2.1 Hệ thống bài tập hóa học hữu cơ 2.1.1 Một số bài tập hữu cơ có nhiều cách giải Bài 1 : 0,06 mol hỗn hợp A gồm CH3OH và 1 ancol cùng... từng loại bài tập, nội dung cụ thể, với đối tư ng cụ thể mà các năng lực này được trao dồi và rèn luyện nhiều hơn các năng lực khác  Tình hình sử dụng BTHH để rèn luyện tư duy cho học sinh hiện nay Thực tiễn cho thấy BTHH khơng chỉ có tác dụng ơn tập, củng cố kiến thức đã học mà còn có tác dụng để phát triển kiến thức, phát triển năng lực tư duy và rèn trí thơng minh cho HS Tuy nhiên, việc sử dụng BTHH... đối tư ng, mong muốn giải nó, tức là khi có một “người giải Vì vậy, bài tập và người học có mối liên hệ mật thiết tạo thành một hệ thống tồn vẹn, thống nhất và liên hệ chặt chẽ với nhau Sơ đồ cấu trúc của hệ bài tập: [12] BÀI TẬP NGƯỜI GIẢI Những điều kiện Phép giải Những u cầu Phương tiện giải 1.3.2 Tác dụng của bài tập hóa học BTHH là một trong những phương tiện hiệu nghiệm cơ bản nhất để dạy học sinh. .. BTHH giúp cho học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú Chỉ có vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập học sinh mới nắm vững kiến thức một cách sâu sắc BTHH là phương tiện để ơn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách tốt nhất Thơng qua bài tập hố học, học sinh được rèn luyện các kỹ năng như kỹ năng viết và cân bằng phương trình hóa học, kỹ năng tính theo cơng thức và phương... loại 1.4.6 Mối quan hệ giữa bài tập hóa học và rèn luyện tư duy Theo thuyết hoạt động có đối tư ng thì năng lực chỉ có thể hình thành và phát triển trong hoạt động Để giúp HS phát triển năng lực tư duy, mà đỉnh cao là tư duy sáng tạo, thì cần phải rèn luyện cho HS hoạt động tư duy sáng tạo, mà đặc trưng cơ bản nhất là tạo ra những phẩm chất tư duy mang tính mới mẻ Trong học tập hóa học, một trong những... nghiệm để rèn luyện tư duy cho HS BTHH phải đa dạng phong phú về thể loại và được sử dụng trong tất cả các khâu của q trình dạy học như nghiên cứu tài liệu mới, ơn tập, luyện tập, kiểm tra … Thơng qua hoạt động giải bài tập hóa học, mà các thao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, khái qt hóa, trừu tư ng hóa, … thường xun được rèn luyện và phát triển, các năng lực: quan sát, trí nhớ, óc tư ng tư ng,... và phương trình hóa học, kỹ năng thực hành… BTHH giúp rèn luyện tư duy, phát triển trí thơng minh cho HS Một số vấn đề lý thuyết cần phải đào sâu mới hiểu được trọn vẹn, một số bài tốn có tính chất đặc biệt, ngồi cách giải thơng thường còn có cách giải độc đáo nếu HS có tầm nhìn sắc sảo Đặc biệt là những bài tập có nhiều cách giải, u cầu HS giải bằng nhiều cách có thể có - tìm ra cách giải ngắn nhất,... duy hóa học nhằm rèn luyện tư duy cho HS chúng tơi tạm phân ra làm hai loại sau :  Bài tập cơ bản (BTCB) [12] Là loại bài tập để tìm được lời giải chỉ cần thiết lập mối quan hệ giữa cái đã cho và cái cần tìm dựa vào một vài đơn vị kiến thức đơn giản  Bài tập phức tạp (bài tập gồm nhiều đơn vị cơ bản) [12] Là loại BT mà q trình giải phải thực hiện một chuỗi các lập luận logic, giữa cái đã cho và cái... những phép tốn và những thí nghiệm trên cơ sở các khái niệm, định luật, học thuyết và phương pháp hóa học [24] Về mặt lý luận dạy học, để phát huy tối đa tác dụng của bài tập hóa học trong q trình dạy học, người giáo viên phải sử dụng và hiểu nó theo quan điểm hệ thống và lý thuyết hoạt động Bài tập chỉ có thể thực sự là bài tập khi nó trở thành đối tư ng hoạt động của chủ thể, khi có một người nào . tôi chọn đề tài: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học có nhiều cách giải để rèn luyện tư duy cho học sinh lớp 12 Trung học phổ thông ". . việc sử dụng hệ thống bài tập có nhiều cách giải để rèn tư duy cho học sinh. 5. Giả thuyết khoa học Nếu giáo viên sử dụng hệ thống bài tập hóa học có nhiều