Phát triển tư duy và rèn luyện kiến thức kĩ năng thực hành hoá học cho học sinh trung học phổ thông qua các bài tập hoá học thực nghiệm

Phát triển tư duy và rèn luyện kiến thức kĩ năng thực hành hoá học cho học sinh trung học phổ thông qua các bài tập hoá học thực nghiệm

26 Bộ giáo dục v đo tạo Trờng đại học s phạm h nội [\ Cao cự giác Phát triển t duy v rèn luyện kiến thức kĩ năng THực hnh hoá học cho Học sinh trung học phổ thông qua các Bi tập Hóa học thực nghiệm Chuyên ngành: Lí luận và Phơng pháp dạy học bộ môn hoá học Mã số: 62.14.10.03 Tóm tắt Luận án tiến sĩ giáo dục học Hà Nội 2007 27 Công trình đợc hoàn thành tại Bộ môn Phơng pháp dạy học hoá học Khoa hoá học Trờng Đại học S phạm Hà Nội Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Xuân Trờng Phản biện 1: PGS.TS. Lê Xuân Trọng Viện Chiến lợc và Chơng trình giáo dục Phản biện 2: PGS.TS. Lê Mậu Quyền Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Quang Huỳnh Bộ Công nghiệp Luận án sẽ đợc bảo vệ trớc Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nớc tổ chức tại Trờng Đại học S phạm Hà Nội. Vào hồi: giờ ngày tháng 08 năm 2007 Có thể tìm hiểu luận án tại Th viện Quốc gia và Th viện Trờng Đại học S phạm Hà Nội 25 danh mục các công trình đ công bố có liên quan đến đề ti luận án 1. Cao Cự Giác(1998), Phát triển t duy hoá học cho học sinh qua việc sử dụng phơng trình ion giải bài tập hoá học, Nghiên cứu giáo dục, (12) tr. 22-23. 2. Cao Cự Giác(2004), Phát triển khả năng t duy và thực hành thí nghiệm qua các bài tập hoá học thực nghiệm, Tạp chí Giáo dục, (88) tr. 34-35. 3. Cao Cự Giác(2004), Sử dụng internet để khai thác phần mềm phục vụ cho nghiên cứu và giảng dạy hoá học, Tạp chí Giáo dục, (99) tr. 37-38. 4. Cao Cự Giác(2005), Rèn luyện một số kĩ năng thực hành hoá học qua việc thiết kế bài tập hoá học thực nghiệm dạng trắc nghiệm khách quan, Tạp chí Hoá học & ứng dụng, (8) tr. 2-5. 5. Cao Cự Giác, Nguyễn Xuân Trờng(2005), Thiết kế bài tập hoá học thực nghiệm bằng phần mềm Model ChemLab, Tạp chí Giáo dục, (107),tr.38-39. 6. Cao Cự Giác, Nguyễn Xuân Trờng(2005), Các xu hớng đổi mới phơng pháp dạy học hoá học ở trờng phổ thông hiện nay, Tạp chí Giáo dục, (128), tr.34-36. 7. Cao Cự Giác(2005), Một số dạng bài tập bồi dỡng năng lực t duy hoá học, Tạp chí Hoá học & ứng dụng, (11) tr.2-3. 8. Cao Cự Giác(2006), Sử dụng các hình vẽ mô phỏng thí nghiệm để thiết kế bài tập hoá học thực nghiệm, Tạp chí Giáo dục, (139) tr.37-38. 9. Cao Cự Giác (2006), Sử dụng hình vẽ mô phỏng thí nghiệm vào việc thiết kế bài tập hoá học thực nghiệm, Tạp chí Hoá học & ứng dụng, (1) tr.4-6. 10. Cao Cự Giác (2006), Xây dựng các bài tập hoá học có nội dung liên hệ với thực tế cuộc sống, Tạp chí Hoá học & ứng dụng, (6) tr.1-3. 1 Mở đầu 1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay đã có khá nhiều tài liệu, sách tham khảo trong nớc viết về BTHH dùng trong nhà trờng, song nội dung của các BT chủ yếu nặng về phơng pháp giải toán hoá, rất ít chú trọng đến việc PTTDHH và đặc biệt kiến thức KNTHHH trong các BT, do đó làm cho tính chất HH của BT bị xem nhẹ. ở các nớc giáo dục phát triển, hệ thống các BTHHTN phải đợc gắn liền với các bài TH có thời gian chuẩn bị và phơng tiện TN đầy đủ, HS chỉ trả lời các kết luận thu đợc (trắc nghiệm khách quan) sau khi đã làm TN và xử lý số liệu. Nhìn chung, việc sử dụng BTHHTN trong dạy học HH ở trờng THPT hiện nay đang còn rất khiêm tốn kể cả về số lợng lẫn chất lợng. Việc nghiên cứu về mặt lý luận cũng nh thực tiễn của các dạng BTHHTN ứng dụng trong dạy học HH là rất cần thiết, cha có công trình nào trong và ngoài nớc đề cập đến vấn đề này, do đó chúng tôi chọn làm đề tài nghiên cứu. 2. Khách thể và đối tợng nghiên cứu 2.1. Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học HH ở trờng THPT. 2.2. Đối tợng nghiên cứu: PTTD và rèn luyện KNTHHH cho HS THPT qua việc xây dựng hệ thống các BTHHTN. 3. Mục đích, nhiệm vụ và phơng pháp nghiên cứu 3.1. Mục đích nghiên cứu Thiết kế và sử dụng một số dạng BTHHTN nhằm PTTD và rèn luyện KNTHHH cho HS THPT, góp phần nâng cao chất lợng dạy học HH trong giai đoạn hiện nay và trong tơng lai gần. 2 3.2. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt đợc mục đích trên, chúng tôi phải hoàn thành những nhiệm vụ sau: - Tìm hiểu thực trạng sử dụng BTHH nói chung và BTHHTN nói riêng trong dạy học HH ở trờng THPT. - Làm sáng tỏ đợc nội dung và phơng pháp PTTDHH và rèn luyện KNTHHH cho HS THPT qua nội dung các BTHHTN. - áp dụng nội dung và phơng pháp trên để phân loại, thiết kế, xây dựng và sử dụng các BTHHTN một cách có hiệu quả trong dạy học HH. - Thực nghiệm s phạm để xác định hiệu quả và tính khả thi của những đề xuất. Từ đó rút ra những cơ sở lý luận và biện pháp thực tiễn giúp GV HH ở trờng THPT sử dụng thờng xuyên hơn các loại BT này trong dạy học. 3.3. Phơng pháp nghiên cứu Để hoàn thành các nhiệm vụ đặt ra, chúng tôi sử dụng các phơng pháp nghiên cứu sau: - Tìm hiểu thực tiễn ở trờng phổ thông nhằm phát hiện vấn đề nghiên cứu. - Phân tích và tổng hợp lý thuyết, kết hợp với phơng pháp THTN để hình thành các dạng BTHHTN. - Nghiên cứu các giáo trình và tài liệu có liên quan đến đề tài. - Dùng phơng pháp tiếp cận hệ thống và phơng pháp tiếp cận tổng hợp để xây dựng nội dung, phơng pháp PTTD và rèn luyện KNTHTN cho HS THPT. - Điều tra cơ bản: trắc nghiệm, phỏng vấn, dự giờ, lấy ý kiến chuyên gia. - Thực nghiệm s phạm, xử lý kết quả bằng toán học thống kê. 3 4. Giả thuyết khoa học Nếu GV nắm đợc nội dung và phơng pháp PTTD và rèn luyện KNTHHH cho HS THPT thì sẽ biết cách thiết kế và sử dụng các loại BTHHTN trong dạy học một cách có hiệu quả, đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lợng dạy học HH. 5. Điểm mới của đề tài 5.1. Về mặt lí luận Đề tài đã đề cập đến cơ sở lí luận về nội dung và phơng pháp PTTDHH và rèn luyện kiến thức KNTHHH trong dạy học HH ở trờng THPT thông qua hệ thống các BTHHTN. Đề tài góp phần làm sáng tỏ ý nghĩa và tác dụng của BTHHTN trong quá trình PTTD và rèn luyện KNTHHH cho HS THPT. 5.2. Về mặt thực tiễn Đề xuất và làm phong phú thêm một số loại BTHHTN có tác dụng tích cực trong việc PTTDHH và rèn luyện KNTHHH. Gợi ý cho việc thiết kế và sử dụng các BTHHTN ở trờng THPT. Là tài liệu tham khảo bổ ích cho GV và HS dạy và học HH theo chơng trình SGK THPT mới (từ năm học 2006-2007). Nội dung luận án Luận án gồm 4 phần (195 trang): - Phần 1: Mở đầu (5 trang). - Phần 2: gồm 3 chơng (Tổng quan, hệ thống bài tập và TNSP). - Phần 3: Kết luận và đề nghị (3 trang). - Phần 4: 129 tài liệu tham khảo. - Có 19 bảng thống kê, 53 hình vẽ mô phỏng thí nghiệm và đồ thị so sánh kết quả thực nghiệm. - Phần phụ lục gồm các đề kiểm tra và các phiếu điều tra. 4 Chơng 1. Cơ sở lí luận v thực tiễn 1.1. Một số xu hớng đổi mới phơng pháp dạy học hoá học ở trờng phổ thông hiện nay (trang 15 - 23 luận án) 1.1.1. Đổi mới phơng pháp dạy học Một nhu cầu tất yếu của x hội học tập Đổi mới PPDH nói chung và PPDH HH nói riêng là một yêu cầu khách quan và là một nhu cầu tất yếu của xã hội học tập vì HH là một môn khoa học thực nghiệm, gắn liền với sự phát triển khoa học kĩ thuật, ứng dụng khoa học công nghệ phục vụ cuộc sống. 1.1.2. Những xu hớng dạy học hoá học hiện nay a) Khai thác đặc thù môn hoá học tạo ra các hình thức hoạt động đa dạng, phong phú giúp HS chủ động tự chiếm lĩnh kiến thức và kĩ năng trong giờ học b) Khai thác triệt để các nội dung hoá học trong bài dạy theo hớng liên hệ với thực tế c) Tăng cờng sử dụng các loại bài tập có tác dụng phát triển t duy và rèn luyện kĩ năng thực hành hoá học d) Sử dụng các phơng tiện kĩ thuật dạy học hiện đại và áp dụng các thành tựu của công nghệ thông tin trong dạy học hoá học 1.2. Những xu hớng phát triển của BTHH hiện nay (trang 23, 24 luận án) 1. Nội dung BT phải ngắn gọn, súc tích, không quá nặng về tính toán mà tập trung vào rèn luyện và phát triển năng lực TDHH cho HS. 2. BTHH phải chú ý đến việc rèn luyện các thao tác, KN làm TN để HS khi có điều kiện làm TH cũng không bỡ ngỡ, lạ lùng trớc các hiện tợng TN và chủ động trong phơng pháp tiến hành TN. 5 3. BTHH cần chú ý đến việc mở rộng sự hiểu biết một cách sinh động về kiến thức HH và các ứng dụng của chúng trong thực tiễn. Từ đó làm cho HS nhận ra HH không còn là những khái niệm và phản ứng khó hiểu, khó nhớ mà rất gần gũi, thiết thực với cuộc sống. Khai thác các yếu tố ảnh hởng của HH với môi trờng, kinh tế, đời sống sản xuất và các hiện tợng trong tự nhiên sẽ làm cho nội dung BT trở nên hấp dẫn, kích thích sự tò mò, đam mê của HS đối với ngành HH. 4. Các BTHH định lợng đợc xây dựng trên quan điểm không phức tạp hoá bởi các thuật toán mà chú trọng đến các phép tính đợc sử dụng nhiều trong TH HH. 5. Chuyển hoá một số dạng BTHH tự luận sang dạng trắc nghiệm khách quan, gọi tắt là BT trắc nghiệm. Tóm lại, xu hớng phát triển tất yếu của BTHH hiện nay là tăng cờng khả năng TDHH cho HS ở cả 3 phơng diện: lí thuyết, TH và ứng dụng. Những BT có tính chất học thuộc (nh trình bày các khái niệm, định luật, tính chất, ) trong các câu hỏi lí thuyết hoặc sử dụng các công cụ toán học phức tạp trong các bài toán HH, dần dần làm mất đi những hiểu biết sáng tạo vốn rất lí thú của bộ môn khoa học vừa lí thuyết vừa thực nghiệm này. 1.3. Một số quan điểm về BTHHTN và tác dụng của nó trong dạy học HH (trang 24 38 luận án) 1.3.1. Một số quan điểm về BTHHTN và cách phân loại a) Theo các tác giả Nguyễn Ngọc Quang, Nguyễn Cơng, Dơng Xuân Trinh thì BTHHTN có 2 tính chất: lí thuyết và thực hành. b) Theo tác giả Nguyễn Xuân Trờng thì BTHHTN có thể chia thành 2 loại: định tính và định lợng. c) Tác giả Lê Xuân Trọng và Cao Thị Thặng cũng chia BTHHTN thành 2 loại: định tính và định lợng. 6 d) Một số tác giả phân loại BTHHTN thành 2 nhóm dựa vào phơng pháp thực hiện: Nhóm các BT thực nghiệm biểu diễn. Nhóm các BT thực nghiệm nghiên cứu. e) Từ các quan điểm trên, chúng tôi nhận thấy rằng: Dù quan niệm và phân loại nh thế nào thì BTHHTN cũng phải chứa đựng nội dung thực nghiệm bao gồm: mục đích, phơng pháp và kết quả thực nghiệm. Tuỳ thuộc vào đối tợng và mục đích dạy học khác nhau mà yêu cầu đòi hỏi về BTHHTN cũng khác nhau. Để tiện nghiên cứu về BTHHTN, chúng tôi chia thành 3 dạng chính sau: Dạng 1: BTHHTN có tính chất trình bày (giải BT thông qua trình bày cách tiến hành các TN mà không phải làm TN). Dạng 2: BTHHTN có tính chất minh hoạ và mô phỏng (giải BT bằng cách vẽ hình hoặc sử dụng hình vẽ, băng hình, phần mềm mô phỏng các TN). Dạng 3: BTHHTN có tính chất thực hành (giải BT bằng cách thực hành các TN). 1.3.2. Tác dụng của BTHHTN trong dạy học hoá học 1. Phát triển năng lực nhận thức, rèn luyện TD từ lí thuyết đến TH và ngợc lại từ đó xác nhận những thao tác KNTH hợp lí. 2. Rèn luyện KN sử dụng hoá chất, các dụng cụ TN và phơng pháp thiết kế TN. 3. Rèn luyện các thao tác, KNTH cần thiết trong phòng TN (cân, đong, đun nóng, nung, sấy, chng cất, hoà tan, lọc, kết tinh, chiết,) góp phần vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS. 4. Rèn luyện khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống: giải thích các hiện tợng HH trong tự nhiên; sự ảnh hởng của HH đến kinh tế, 7 sức khoẻ, môi trờng và các hoạt động sản xuất, tạo sự say mê hứng thú học tập HH cho HS. 5. Giáo dục t tởng, đạo đức, tác phong lao động: rèn luyện tính kiên nhẫn, trung thực, sáng tạo, chính xác, khoa học; rèn luyện tác phong lao động có tổ chức, có kế hoạch, có kỉ luật, , có văn hoá. 1.4. T duy và phát triển t duy trong dạy học hoá học (trang 38 40 luận án) 1.4.1. T duy và t duy hoá học 1.4.1.1. T duy 1.4.1.2. T duy hoá học Dựa trên cơ sở về khái niệm t duy và đặc thù môn học, chúng tôi cho rằng: TDHH là quá trình tâm lí phản ánh các thuộc tính bản chất, những mối quan hệ và liên hệ mang tính quy luật của các chất và các hiện tợng HH xẩy ra trong tự nhiên, phản ánh thông qua các khái niệm HH, các quá trình HH và các định luật HH. TDHH giúp con ngời vận dụng các quy luật HH để cải tạo thế giới, phục vụ đời sống con ngời. 1.4.2. Hình thành và phát triển t duy hoá học cho học sinh THPT PTTD cho HS không chỉ gắn với việc khơi dậy ở các em những xúc cảm, tình cảm trí tuệ đặc biệt đối với quá trình và sản phẩm TD mà còn liên quan tới sự hình thành những thái độ TD đúng đắn nh mong muốn sự thật, khao khát tìm kiếm cái mới, sẵn sàng đón nhận thách thức, sẵn sàng lí giải, tranh luận, cũng nh sự tạo lập ở các em một niềm tin vào khả năng của mình. Một khó khăn đặt ra đối với GV HH là: Làm thế nào để hình thành và PTTD HH cho HS? Để trả lời câu hỏi này, chúng ta phải tìm đợc điểm xuất phát cho một hoạt động của TD, nói cách khác là tiếp tục trả lời câu [...]... hớng cho HS trớc khi hành động 1.5 Rèn luyện kĩ năng thực hành hoá học trong dạy học hoá học ở trờng trung học phổ thông (trang 40 47 luận án) 1.5.1 Kĩ năng Theo M.A Đanhilop: KN là khả năng con ngời biết sử dụng có mục đích và sáng tạo những kiến thức của mình trong hoạt động lí thuyết cũng 9 nh thực tiễn KN bao giờ cũng xuất phát từ kiến thức và dựa trên kiến thức, KN chính là kiến thức trong hành. .. t duy v rèn luyện kiến thức kĩ năng thực hnh hoá học cho học sinh trung học phổ thông Trong chơng này, chúng tôi đã tiến hành một số công việc chính sau: 1 Phân tích cấu trúc của một BTHHTN và đề xuất các cơ sở, nguyên tắc để thiết kế BTHHTN Nguồn t liệu để chúng tôi thiết kế các BT dựa vào các xuất phát sau: - Những kiến thức và kĩ năng cần kiểm tra HS - Một số sai lầm về lí thuyết và thực hành mà... đề Hoá học (Lí thuyết và thực nghiệm) Điều kiện về lí thuyết và thực nghiệm để giải quyết vấn đề BTHHTN T duy lí thuyết (kiến thức) Hỗ trợ Kết luận (về lí thuyết) Kĩ năng thực hành (thí nghiệm) Kết luận (về thực hành) Lời giải bi tập Hình 1.1 Cấu trúc của một BTHHTN 1.7 Thực trạng của việc sử dụng BTHHTN trong dạy học hoá học ở trờng THPT hiện nay (trang 51 54 luận án) Để có cái nhìn khách quan về thực. .. chính là kiến thức trong hành động 1.5.2 Kĩ năng thực hành hoá học KNTHHH bao gồm các kĩ năng thí nghiệm và KN ứng dụng HH trong thực tiễn Hiện nay, cha có một tài liệu nào nêu rõ và thống kê một cách đầy đủ có hệ thống các KNTHHH cần rèn luyện cho HS ở trờng THPT, điều mà lâu nay trong thực tế dạy học HH phổ thông đang còn bỏ trống Dựa vào mục đích, nhiệm vụ và nội dung chơng trình HH ở trờng THPT,... án thực nghiệm Việc kiểm tra đánh giá đợc tiến hành 2 lần: - Lần 1: Đợc thực hiện ngay sau giờ thực nghiệm với mục đích xác định tình trạng nắm vững bài học và sự vận dụng kiến thức của HS ở LTN và LĐC - Lần 2: Đợc thực hiện sau thời gian 2 tuần với mục đích xác định độ bền kiến thức và xác định sự phát triển kiến thức của HS sau một số bài học Nội dung đề thi là những BTHHTN có tính chất PTTD và rèn. .. hành thực nghiệm, HS đều tham gia kiểm tra một bài trắc nghiệm về các kiến thức đã học trớc đó và có liên quan đến nội dung thực nghiệm, chủ yếu để đánh giá về khả năng TDHH của HS ở đây chúng tôi sử dụng phơng pháp kiểm tra trắc nghiệm khách quan cho cả 3 khối, mỗi bộ trắc nghiệm là 10 câu trong vòng 15 phút Kết quả bài kiểm tra này đơc xem là yếu tố đầu vào để khẳng định cách chọn mẫu thực nghiệm và. .. tiến hành điều tra một số GV và HS ở các trờng THPT trên địa bàn 3 tỉnh Nghệ An, Hà Tĩnh và Thanh Hoá trong năm học 20022003 11 Từ các kết quả điều tra, có thể cho phép kết luận: 1 Đa số các GV và HS rất đồng tình với việc tăng cờng số lợng và chất lợng các BTHHTN trong dạy học HH Thực tế loại BT này đang sử dụng một cách khiêm tốn trong các giờ luyện tập và thực hành HH (hầu nh không sử dụng trong các. .. (giải BT thông qua trình bày cách tiến hành các TN mà không phải làm TN) Dạng 2: BTHHTN có tính chất minh hoạ và mô phỏng (giải BT bằng cách vẽ hình hoặc sử dụng hình vẽ, băng hình, phần mềm mô phỏng các TN) Dạng 3: BTHHTN có tính chất thực hành (giải BT bằng cách thực hành các TN) Nội dung các BT đợc xây dựng luôn chú trọng đến: - Khả năng PTTD HH cho HS - Rèn luyện các KNTHH cơ bản ở trờng phổ thông. .. thuyết và trong kiểm tra) 2 Nội dung các BTHHTN chủ yếu tập trung vào kiểm tra lí thuyết HH, không chú trọng vào sự PTTD thực nghiệm HH và các KNTHHH Kém đa dạng về thể loại do đó không tạo đợc hứng thú cho HS khi giải BT 3 Rất ít sử dụng các BTHHTN có tính chất thực hành các TN, hoặc các thí nghiệm mô phỏng, làm mất tính sinh động và trực quan của HH 4 Cha khai thác triệt để các ứng dụng của HH trong thực. .. đơng của LTN và LĐC 3.4.3 Tiến hành thực nghiệm s phạm Chúng tôi đã tổ chức biên soạn giáo án các giờ luyện tập dựa trên hệ thống các dạng BTHHTN của luận án và cùng trao đổi các ý kiến với GV dạy thực nghiệm về ý đồ s phạm của đợt thực nghiệm để có sự thống nhất về nội dung và phơng pháp giảng dạy Sau khi đã dạy các bài thực nghiệm ở 20 LTN, chúng tối tiến hành kiểm tra đồng thời LTN và LĐC để xác . Trờng đại học s phạm h nội [ Cao cự giác Phát triển t duy v rèn luyện kiến thức kĩ năng THực hnh hoá học cho Học sinh trung học phổ thông qua các Bi tập Hóa học thực nghiệm. chán và không chủ động rèn luyện đợc các KNTHHH cho HS. Chơng 2. Thiết kế v sử dụng bi tập hoá học thực nghiệm nhằm phát triển t duy v rèn luyện kiến thức kĩ năng thực hnh hoá học cho học sinh. sử dụng các loại bài tập có tác dụng phát triển t duy và rèn luyện kĩ năng thực hành hoá học d) Sử dụng các phơng tiện kĩ thuật dạy học hiện đại và áp dụng các thành tựu của công nghệ thông