(Luận án tiến sĩ) phát triển năng lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm hóa học thông qua dạy học học phần thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LÝ HUY HỒNG PH¸T TRIĨN N¡NG LùC DạY HọC THí NGHIệM CHO SINH VIÊN SƯ PHạM HóA HọC THÔNG QUA DạY HọC HọC PHầN THí NGHIệM THựC HàNH PHƯƠNG PHáP DạY HọC HóA HọC TR-ờng PHổ THÔNG LUN N TIN S KHOA HC GIO DC H NỘI – 2020 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LÝ HUY HONG PHáT TRIểN NĂNG LựC DạY HọC THí NGHIệM CHO SINH VIÊN SƯ PHạM HóA HọC THÔNG QUA DạY HọC HọC PHầN THí NGHIệM THựC HàNH PHƯƠNG PHáP DạY HọC HóA HọC TR-ờng PHổ THÔNG Chuyờn ngnh: Lớ lun phương pháp dạy học mơn Hóa học Mã số: 9140111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Cao Cự Giác PGS.TS Lê Hải Đăng HÀ NỘI – 2020 luan an LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn PGS.TS Cao Cự Giác PGS.TS Lê Hải Đăng, kết luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Lý Huy Hồng luan an LỜI CẢM ƠN Trong q trình hồn thành luận án, nhận giúp đỡ vô quý báu tập thể cá nhân Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Cao Cự Giác PGS.TS Lê Hải Đăng, người nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ tơi q trình thực hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, tập thể môn Phương pháp giảng dạy hóa học - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Khoa Sư phạm Lý - Hóa - Sinh - Trường Đại học Đồng Tháp tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn giảng viên sinh viên khoa Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, Trường Đại học Vinh, Trường Đại học Đồng Tháp tạo điều kiện thuận lợi để tiến hành thực nghiệm sư phạm đề tài Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, đồng nghiệp, bạn bè động viên, khuyến khích hỗ trợ tơi suốt trình học tập nghiên cứu Hà Nội, tháng năm 2020 Tác giả Lý Huy Hoàng luan an BẢNG GHI CHÚ VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT Stt Viết đầy đủ Chữ viết tắt DH Dạy học ĐC Đối chứng ĐHĐT Đại học Đồng Tháp ĐHSP Đại học sư phạm GgV Giảng viên GTĐT Giáo trình điện tử GV Giáo viên HS Học sinh KN Kĩ 10 NL Năng lực 11 NL DHTN Năng lực dạy học thí nghiệm 12 PPDH Phương pháp dạy học 13 STĐ Sau tác động 14 SV Sinh viên 15 TB Trung bình 16 TC Tiêu chí 17 TN Thực nghiệm 18 ThN Thí nghiệm 19 TNSP Thực nghiệm sư phạm 20 TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh 21 TTĐ Trước tác động United 22 UNESCO Nations Educational Scientific and Cultural Organization (Tổ chức Giáo dục, Khoa học Văn hóa Liên hiệp quốc) luan an MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu .2 Nhiệm vụ nghiên cứu Khách thể đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Phương pháp nghiên cứu .4 Điểm luận án .4 Cấu trúc luận án CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM HĨA HỌC .6 1.1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.1 Những kết nghiên cứu giới .6 1.1.2 Những kết nghiên cứu Việt Nam 1.2 NĂNG LỰC, NĂNG LỰC DẠY HỌC VÀ VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM HÓA HỌC 12 1.2.1 Khái niệm lực .12 1.2.2 Cấu trúc lực 13 1.2.3 Đánh giá lực người học 15 1.2.4 Năng lực sư phạm .17 1.2.5 Năng lực dạy học, lực dạy học thí nghiệm 18 1.3 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGƯỜI HỌC 20 luan an 1.3.1 Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học hóa học 20 1.3.2 Sử dụng thí nghiệm dạy học hóa học theo hướng phát triển lực người học .21 1.4 ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC Ở ĐẠI HỌC THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM 29 1.4.1 Cơ sở đổi phương pháp dạy học Đại học theo hướng phát triển lực người học – Các lý thuyết học tập 29 1.4.2 Phương pháp dạy học tích cực vận dụng dạy học Đại học theo hướng phát triển lực sinh viên sư phạm .31 1.4.3 Dạy học với phương tiện đại – Giáo trình điện tử 35 1.5 THỰC TRẠNG VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM HÓA HỌC Ở MỘT SỐ TRƯỜNG ĐẠI HỌC 40 1.5.1 Mục đích điều tra 40 1.5.2 Công cụ điều tra 40 1.5.3 Đối tượng điều tra .41 1.5.4 Kết khảo sát bàn luận 41 TIỂU KẾT CHƯƠNG 49 CHƯƠNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM HÓA HỌC 51 2.1 PHÂN TÍCH NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH HỌC PHẦN THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC HÓA 51 2.1.1 Vị trí, mục tiêu, yêu cầu học phần thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học hóa học 51 2.1.2 Nội dung chương trình học phần thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học hóa học 53 2.2 XÂY DỰNG KHUNG NĂNG LỰC DẠY HỌC THÍ NGHIỆM DÀNH CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM HÓA 54 2.2.1 Khái niệm lực dạy học thí nghiệm .55 luan an 2.2.2 Nguyên tắc xây dựng khung lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm hóa học 55 2.2.3 Quy trình xây dựng khung lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm hóa học 56 2.3 MỘT SỐ BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM HĨA HỌC 63 2.3.1 Biện pháp 1: Xây dựng sử dụng giáo trình điện tử “Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học hóa học” 63 2.3.2 Biện pháp 2: Sử dụng phương pháp dạy học vi mô dạy học học phần thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học hóa học 81 2.4 THIẾT KẾ CÔNG CỤ ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC DẠY HỌC THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM CỦA SINH VIÊN SƯ PHẠM HĨA 90 2.4.1 Sử dụng thang đánh giá lực 91 2.4.2 Đánh giá tình 92 2.4.3 Đánh giá thông qua kiểm tra lực 94 2.5 THIẾT KẾ KẾ HOẠCH BÀI HỌC MINH HỌA 100 TIỂU KẾT CHƯƠNG .113 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 114 3.1 MỤC ĐÍCH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 114 3.2 NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 114 3.3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 115 3.3.1 Khảo sát đánh giá chất lượng hiệu giáo trình điện tử Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học hóa học 115 3.3.2 Đánh giá hiệu quy trình biện pháp phát triển lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm hóa học 115 3.3.3 Tiến trình thực nghiệm sư phạm .121 3.4 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN 124 3.4.1 Cách xử lí, đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 124 3.4.2 Kết nhận xét, đánh giá độ giá trị giáo trình điện tử .126 luan an 3.4.3 Kết đánh giá hiệu quy trình biện pháp phát triển lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm hóa học 132 TIỂU KẾT CHƯƠNG .148 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .149 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 151 TÀI LIỆU THAM KHẢO 153 PHỤ LỤC luan an DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Kết khảo sát nhu cầu SV tiếp tục cần rèn luyện NL DHTN SV sư phạm hóa học 47 Bảng 1.2 Nguồn tài liệu sử dụng DH .48 Bảng Bảng mô tả chi tiết mức độ NL DHTN cho SV sư phạm hóa học 60 Bảng 2.2 Phân công nhiệm vụ làm việc nhóm .87 Bảng 3.1 Phương pháp nội dung đánh giá GTĐT .115 Bảng 3.2 Danh sách sở, GgV SV tham gia TN thử nghiệm .116 Bảng 3.3 Danh sách sở, GgV SV tham gia TN đánh giá lần .117 Bảng 3.4 Danh sách sở, GgV SV tham gia TN đánh giá lần .118 Bảng 3.5 Mô tả tiến trình TNSP đánh giá hiệu biện pháp 123 Bảng 3.6 Đánh giá SV hình thức GTĐT “Thí nghiệm thực hành PPDH hóa học” .128 Bảng 3.7 Đánh giá SV nội dung GTĐT “Thí nghiệm thực hành PPDH hóa học” .129 Bảng 3.8 Đánh giá SV tính khả thi GTĐT “Thí nghiệm thực hành PPDH hóa học” .130 Bảng 3.9 Đánh giá SV hiệu GTĐT “Thí nghiệm thực hành PPDH hóa học” .131 Bảng 3.10 Phân loại điểm kiểm tra TTĐ STĐ nhóm SV tham gia TN 132 Bảng 3.11 Các số thống kê điểm kiểm tra TTĐ STĐ nhóm SV tham gia TN .135 Bảng 3.12 Các đại lượng kiểm định giá trị TB kiểm tra TTĐ STĐ nhóm SV tham gia TN 136 Bảng 3.13 Phân loại điểm tổng kết học phần nhóm ĐC TN 137 Bảng 3.14 Các số thống kê kiểm định nhóm TN ĐC 139 luan an PL102 bản, 43 chương trình nâng cao – Hóa học 11) có sử dụng thí nghiệm “Phản ứng ngun tử hydrogen phân tử acetylene ion kim loại” - GgV cho SV xem lại băng hình, sau nhóm tiếp tục nhận xét - SV vừa dạy tự nhận xét q trình góp ý cho SV vừa tập giảng Cuối biểu diễn thí nghiệm vào trích đoạn GgV nhận xét góp ý Trong dạy ưu điểm hạn trường hợp SV khơng đạt, GgV yêu chế cầu nhóm SV góp ý soạn lại giáo - Sv khác tiến hành góp ý nhận án, dạy lại, ghi hình nhận xét lần xét - GgV ý rèn cho SV KN tiến hành thí nghiệm, KN biểu diễn thí nghiệm, KN sử dụng thí nghiệm tổ chức hoạt động DH hóa học - GgV hồn thành phiếu đánh giá NL DHTN Hoạt động Củng cố, tổng kết học phút - GgV tổng kết chung vấn - SV thực đề liên quan đến buổi học - GgV lưu ý số vấn đề tự học nhà chuẩn bị cho tuần học + Thực hành tập GTĐT + Các nhóm tiếp tục chỉnh sửa kế hoạch DH góp ý, quay luan an PL103 phim nội dung tập giảng chỉnh sửa gửi video ghi hình tiết dạy lên group facebook nhóm (video ghi hình lần lần 2) SV nhận xét trực tiếp group facebook + Cá nhân xem trước kĩ thuật tiến hành thí nghiệm có GTĐT, soạn kế hoạch dạy trích đoạn (tiếp theo) V PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA ĐỀ KIỂM TRA SỐ Câu Điều chế khí ethylene phịng thí nghiệm tiến hành hình vẽ sau: Hóa chất vị trí (1), (2), (3) A C2H5OH H2SO4 (lỗng), NaCl (bão hịa), khí C2H4 B C2H5OH (960) H2SO4 (đặc), NaOH (lỗng), khí C2H4 C C2H5OH H2SO4 (đặc), NaCl (bão hịa), khí C2H4 D C2H5OH (960) H2SO4 (lỗng), NaOH (lỗng), khí C2H4 Câu Thí nghiệm điều chế khí ethylene thực cách đun nóng hỗn hợp ethanol axit H2SO4 đậm đặc bình cầu, tượng xảy hỗn hợp hóa chất có bình cầu A có bọt khí xuất hiện, dung dịch có màu vàng B có bọt khí xuất hiện, dung dịch đen dần luan an PL104 C có bọt khí xuất hiện, dung dịch có màu trắng đục D có bọt khí xuất hiện, dung dịch không màu Câu Dưới bước tiến hành thí nghiệm điều chế thu khí metan phịng thí nghiệm Em xếp bước theo trình tự q trình thí nghiệm theo thao tác đây: Cho hỗn hợp vào ống nghiệm to khoảng 1/5 ống nghiệm Trộn hỗn hợp CH3COONa khan với hỗn hợp vôi xút theo tỉ lệ 3:2 khối lượng Đun nhẹ tất phần ống nghiệm có hóa chất, sau đun mạnh vào hỗn hợp ống nghiệm Tiến hành lắp ống nghiệm lên giá sắt, đậy miệng nút cao su có ống dẫn khí xuyên qua Trộn vôi sống tán nhỏ với lượng xút rắn theo tỉ lệ 3:2 khối lượng Thu khí metan cách đẩy nước, đậy bình thu khí Khi thu đầy khí theo yêu cầu, tiến hành tháo ống dẫn khí tắt đèn cồn Câu Dưới thao tác tiến hành điều chế khí acetylene phịng thí nghiệm, xếp bước theo trình tự q trình thí nghiệm Lắp lên giá thí nghiệm đậy bình cầu nút cao su có phễu giọt xuyên qua Nối nhánh bình cầu với bình rửa khí, bình thu khí ống dẫn khí Cho vào bình cầu có nhánh -5 mảnh canxi cacbua hạt ngơ Đóng khóa phễu cho nước vào khoảng 2/3 phễu Mở khóa phễu nhỏ giọt, cho nước chảy xuống bình cầu Câu Thí nghiệm phản ứng nguyên tử hydrogen phân tử acetylene ion kim loại tiến hành dụng cụ hình vẽ sau: luan an PL105 Xác định hóa chất vị trí (1), (2), (3), (4)? A HCl, CaC2, NaCl, AgNO3/NH3 B H2O, CaC2, NaOH, AgNO3/NH3 C H2O, CaC2, H2SO4(đ), CuCl/NH3 D H2SO4, CaC2, NaOH, CuCl/NH3 ĐỀ KIỂM TRA SỐ Câu Cho hình vẽ thí nghiệm điều chế khí methane phịng thí nghiệm, em quan sát chọn hình vẽ mơ tả q trình điều chế thu khí methane phịng thí nghiệm Hình Hình luan an PL106 Hình Hình A Hình B Hình C Hình D Hình Câu Tiến hành thí nghiệm dẫn khí etilen qua ống nghiệm chứa 2ml dung dịch thuốc tím Sản phẩm phản ứng có: A CH3-CH2OH, MnO2, KOH B CH2OH-CH2OH, MnO2, KOH C CH2OH-CH3, Mn2O7, KOH D CH2OH-CH2OH, Mn2O7, KOH Câu Điền từ cụm từ thích hợp vào đoạn văn miêu tả thao tác thí nghiệm tiến hành sau: Lấy vào ống nghiệm 2ml dung dịch nước brom, cho tiếp 0,5ml hex-2-en Hex-2-en……(1) .nổi mặt dung dịch… (2) , lắc mạnh hỗn hợp lúc để yên, … (3) nước brom bị đi, dung dịch ….(4) Câu Khi thực thí nghiệm điều chế khí ethylene, ngồi việc thu khí ethylene cịn có hỗn hợp khí CO2 khí SO2 Vì người ta cần loại bỏ khí SO2 khỏi hỗn hợp với ethylene trước cho tác dụng với dung dịch nước brom Thực thao tác vì: A Khí SO2 tác dụng với khí ethylene dung dịch nước brom B Khí SO2 tác dụng với khí ethylene C Khí SO2 làm màu dung dịch nước brom, ảnh hưởng đến kết thí nghiệm D Khí SO2 ngăn cản khí ethylene tác dụng với dung dịch nước brom Câu Tiến hành đốt cháy khí acetylene đầu vuốt nhọn Hiện tượng xảy đốt cháy khí acetylene? A Khí acetylene cháy sáng, lửa màu vàng đậm, có nhiều muội đen B Khí acetylene cháy sáng, lửa màu xanh, có nhiều muội đen luan an PL107 C Khí acetylene cháy sáng, lửa màu vàng, có nhiều muội đen D Khí acetylene cháy sáng, lửa màu xanh nhạt, có nhiều muội đen Câu Tiến hành thí nghiệm dẫn khí axetilen qua ống nghiệm chứa 2ml dung dịch thuốc tím Sản phẩm phản ứng bao gồm: A CH3-CH2OH, MnO2, KOH B HOOC-COOH, MnO2, KOH C CH2OH-CH2OH, MnO2, KOH D HOC-CHO, MnO2, KOH Câu Trong phản ứng nguyên tử hydrogen phân tử C2H2 ion kim loại Các chất silver acetylide đồng acetylide dễ gây nổ va chạm mạnh nên cần phá hủy chúng trước rửa ống nghiệm Hãy cho biết cách phân hủy chúng? A Cho dung dịch NaOH loãng vào kết tủa lắc nhẹ, kết tủa tan hoàn toàn, đổ dung dịch rửa ống nghiệm B Cho dung dịch HCl vào kết tủa lắc nhẹ, kết tủa tan hoàn toàn, đổ dung dịch rửa ống nghiệm C Cho dung dịch H2SO4 đặc vào kết tủa lắc nhẹ, kết tủa tan hoàn toàn, đổ dung dịch rửa ống nghiệm D Cho dung dịch NaCl vào kết tủa lắc nhẹ, kết tủa tan hoàn toàn, đổ dung dịch rửa ống nghiệm luan an PL108 PHỤ LỤC MINH HỌA KẾ HOẠCH DẠY HỌC CỦA SINH VIÊN 5.1 Kế hoạch dạy học sinh viên lần luan an PL109 luan an PL110 5.2 Kế hoạch dạy học sinh viên lần luan an PL111 luan an PL112 luan an PL113 PHỤ LỤC GIÁO TRÌNH ĐIỆN TỬ “THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC HÓA HỌC” Địa tải tài liệu: https://goo.gl/toFVDc luan an PL114 PHỤ LỤC GIẤY CHỨNG NHẬN BẢN QUYỀN TÁC GIẢ Phần mềm Giáo trình điện tử thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học hóa học luan an PL115 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM  SV thực thao tác thí nghiệm  GgV sử dụng GTĐT hướng dẫn thao tác kĩ thuật tiến hành thí nghiệm  SV làm kiểm tra máy tính luan an PL116  SV tập giảng trích đoạn có sử dụng thí nghiệm hóa học luan an ... nghiên cứu cho luận án: ? ?Phát triển lực dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm hóa học thơng qua dạy học học phần Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học hóa học trường phổ thơng” Mục đích... TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LÝ HUY HỒNG PH¸T TRIĨN N¡NG LùC DạY HọC THí NGHIệM CHO SINH VIÊN SƯ PHạM HóA HọC THÔNG QUA DạY HọC HọC PHầN THí NGHIệM THựC HàNH PHƯƠNG PHáP DạY HọC HóA HọC. .. pháp dạy học vi mơ dạy học học phần thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học hóa học 81 2.4 THIẾT KẾ CÔNG CỤ ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC DẠY HỌC THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM CỦA SINH VIÊN SƯ PHẠM HÓA 90