Luận văn “xây dựng và sử dụng bài tập thực nghiệm thông qua việc mô phỏng thí nghiệm trong dạy học môn hóa học ở trường trung học phổ thông”

LUẬN VĂN “Xây dựng và sử dụng bài tập thực nghiệm thông qua việc mô phỏng thí nghiệm trong dạy học môn hóa học ở trường trung học phổ thông”. Đây là luận văn tâm huyết và dày công xây dựng bậc nhất trong cuộc đời học tập của bạn thân tôi. Từ học Phổ thông đến ĐH, và sau này là bao nhiêu lớp bồi dưỡng và kể cả lớp Cao cấp lý luận chính trị thì đây được gọi là sự thành công của tôi.

LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn này, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: - Thầy giáo PGS.TS – Trưởng Bộ mơn Lí luận phương pháp dạy học hố học, khoa Hóa trường Đại học Vinh, giao đề tài, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho tơi nghiên cứu hồn thành luận văn - Thầy giáo PGS.TS PGS.TS .đã dành nhiều thời gian đọc viết nhận xét cho luận văn - Ban chủ nhiệm khoa Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Hoá học thầy giáo, giáo thuộc Bộ mơn Lí luận phương pháp dạy học hoá học khoa Hoá học trường ĐH Vinh ĐHSP Hà Nội giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn tất người thân gia đình, Ban giám hiệu Trường THPT - Nghệ An, bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập thực luận văn Tp Vinh, tháng 02 năm 2012 Nguyễn Văn A MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu .2 Khách thể đối tượng nghiên cứu 3.1 Khách thể nghiên cứu .3 3.2 Đối tượng nghiên cứu .3 Giả thuyết khoa học Phương pháp nghiên cứu 5.1 Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết 5.2 Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn 5.3 Phương pháp thống kê toán học .4 Lịch sử phát triển vấn đề Những đóng góp luận văn Cấu trúc luận văn CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Xu hướng đổi phương pháp dạy học hóa học [5], [13], [14] .7 1.1.1 Đổi phương pháp dạy học - Một nhu cầu tất yếu xã hội học tập [13] 1.1.2 Những xu hướng dạy học hóa học [13] 1.2 Bài tập hóa học thực nghiệm dạy học hóa học trường phổ thông [14] 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Tác dụng ý nghĩa tập hóa học thực nghiệm dạy học 10 1.3 Điều tra thực trạng sử dụng tập thực ngiệm thông qua việc mơ thí nghiệm dạy học mơn hóa học trường trung học phổ thông 11 1.3.1 Mục đích điều tra .11 1.3.2 Nội dung điều tra .11 1.3.3 Đối tượng điều tra .11 1.3.4 Phương pháp điều tra 11 1.3.5 Kết điều tra 11 1.3.6 Đánh giá kết điều tra 14 1.3.7 Hướng ứng dụng công nghệ thông tin truyền thơng dạy học hóa học [15] 15 1.4 Mơ thí nghiệm hóa học ứng dụng việc thiết kế tập hóa học thực nghiệm [1], [2], [3], [4], [6] [14] 16 1.4.1 Tổng quan thí nghiệm ảo .16 1.4.2 Mơ thí nghiệm hóa học ứng dụng việc thiết kế tập hóa học thực nghiệm [14] 19 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM THÔNG QUA VIỆC MÔ PHỎNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC HĨA HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 22 2.1 Nguyên tắc quy trình xây dựng mơ thí nghiệm hóa học .22 2.1.1 Nguyên tắc 22 2.1.2 Quy trình 24 2.2 Giới thiệu số phần mềm mơ thiết kế mơ thí nghiệm hóa học 26 2.2.1 Crocodile Chemistry 26 2.2.2 ChemLab 35 2.2.3 Microsoft Powerpoint 40 2.2.4 Adobe Flash Professional 45 2.2.5 Kỹ thuật xây dựng số mơ hóa học với hỗ trợ phần mềm Adobe Flash Professional CS5 56 2.3 Kĩ thuật xây dựng mơ thí nghiệm hóa học .62 2.4 Thiết kế tập hóa học thực nghiệm dựa thí nghiệm mơ .63 2.4.1 Nguyên tắc thiết kế 63 2.4.2 Áp dụng .64 2.4.3 Sử sụng tập thực nghiệm dạy học hóa học trường THPT 76 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 92 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm .92 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .92 3.3 Nội dung phương pháp thực nghiệm sư phạm .92 3.3.1 Nội dung thực nghiệm sư phạm 92 3.3.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 93 3.4 Tổ chức thực nghiệm sư phạm 93 3.4.1 Đối tượng địa bàn thực nghiệm sư phạm 93 3.4.2 Tổ chức thực nghiệm sư phạm 94 3.5 Chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm 94 3.6 Xử lí phân tích kết TNSP 94 3.6.1 Kết đánh giá GV HS 94 3.6.2 Kết TNSP lớp TN ĐC 96 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 105 Những việc làm 105 Một số tồn luận văn 105 Ý kiến đề xuất 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 PHỤ LỤC 111 I Bài tập trắc nghiệm khách quan 111 II Bài tập tự luận 114 BẢNG KÍ HIỆU VIẾT TẮT CNTT Cơng nghệ thơng tin 10 11 12 13 14 ITC ĐC GV HS PP PPDH PTDH PTTQ SGK TN TNSP THCS THPT Công nghệ thông tin truyền thông Đối chứng Giáo viên Học sinh Phương pháp Phương pháp dạy học Phương tiện dạy học Phương tiện trực quan Sách giáo khoa Thí nghiệm Thực nghiệm sư phạm Trung học sở Trung học phổ thông MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong thời đại ngày nay, phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin (CNTT) đưa tới ứng dụng rộng rãi, như: ứng dụng sản xuất công nghiệp; giao dịch thương mại qua mạng Internet; y tế; lĩnh vực quản lý nhà nước (việc đời thuật ngữ “Chính phủ điện tử” nói lên điều đó) Và, giáo dục lĩnh vực rộng lớn cho ứng dụng CNTT phát huy sức mạnh Nhờ cơng nghệ thông tin truyền thông (ICT), thư viện điện tử đời, giảng điện tử cập nhật tải (download) thường xuyên giúp cho trình dạy học mở rộng Việc học thầy, học bạn, học sách trở thành học lúc, học nơi, học nguồn, học người học suốt đời Việc tự học trở nên có điều kiện thực hết Đối với Việt Nam, nhu cầu nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ nghiệp công nghiệp hóa - đại hóa địi hỏi phát triển kinh tế - xã hội đất nước bối cảnh hội nhập quốc tế ngày sâu sắc rộng mở thúc giục ngành giáo dục phải có đổi phương pháp dạy học (PPDH) Một biện pháp sử dụng nhằm thực đổi PPDH, nâng cao chất lượng giáo dục ứng dụng ICT vào dạy học Vì lẽ đó, ngày 30/9/2008, Bộ trưởng Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành Chỉ thị số 55/2008/CT- BGDĐT tăng cường giảng dạy, đào tạo ứng dụng CNTT ngành giáo dục giai đoạn 2008-2012 Ngày 18/12/2009, Bộ Giáo dục Đào tạo phát động thi thiết kế giảng điện tử (e-Learning) với mục đích làm cho CNTT trở nên sử dụng rộng rãi nhà trường, hỗ trợ đắc lực cho trình giáo dục đào tạo Và, đây, ngày 18 tháng 08 năm 2010, Bộ Giáo dục Đào tạo có cơng văn số 4937/BGDĐT - CNTT gửi sở giáo dục đào tạo việc hướng dẫn thực nhiệm vụ CNTT năm học 2010 - 2011, yêu cầu sở giáo dục đào tạo đạo trường tiếp tục triển khai thi “Thiết kế hồ sơ giảng e-Learning Bộ Giáo dục Đào tạo Quỹ Laurence S.Ting tổ chức với hiệu chung “Trong học sinh, giáo viên (GV) xây dựng giảng điện tử”; Tạo thư viện học liệu mở; Các hoạt động ứng dụng CNTT dạy học: soạn giáo án, trình chiếu giảng điện tử, tích cực áp dụng phần mềm hỗ trợ dạy học thí nghiệm ảo, Mơn hóa học giảng dạy bậc trung học phổ thông (THPT) giúp học sinh (HS) có hiểu biết cấu tạo chất chuyển hóa chất, góp phần hình thành cho HS giới quan khoa học Tuy nhiên, việc học lý thuyết biến đổi chất hay q trình hóa học đơi khó hình dung, trường hợp HS không trực tiếp quan sát biến đổi chúng Thế nhưng, thí nghiệm tượng, q trình hóa học khơng phải lúc tiến hành lý như: nguồn tài có hạn, tính độc hại, ngun tắc an tồn, đáp ứng khơng đầy đủ sở vật chất, Giải pháp tối ưu cho vấn đề xây dựng mơ hóa học nhờ việc ứng dụng CNTT Do đó, thiết nghĩ, việc nghiên cứu ứng dụng CNTT việc xây dựng mô hóa học chương trình hóa học trường THPT cần thiết, đáp ứng yêu cầu việc đổi PPDH hóa học, góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa học trường THPT Với ý nghĩa với kinh nghiệm có nhiều năm trực tiếp giảng dạy mơn hóa học trường THPT, tơi mạnh dạn chọn vấn đề “Xây dựng sử dụng tập thực nghiệm thơng qua việc mơ thí nghiệm dạy học mơn hóa học trường trung học phổ thơng” làm đề tài luận văn thạc sỹ Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu Xây dựng sử dụng số mô thí nghiệm để hỗ trợ cho q trình dạy học hóa học trường THPT nhằm đáp ứng yêu cầu đổi phương pháp (PP) nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa học 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục đích trên, luận văn có nhiệm vụ sau: 2.2.1 Nghiên cứu sở lý luận thực tiễn PPDH hóa học trường phổ thơng; nghiên cứu vị trí, vai trị phương tiện trực quan (PTTQ) lý luận dạy học nói chung PP sử dụng chúng trình dạy học hố học nói riêng 2.2.2 Xây dựng sử dụng số mơ thí nghiệm q trình dạy học hóa học trường THPT nhằm đáp ứng yêu cầu đổi nội dung, PP nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa học - Nghiên cứu lựa chọn nội dung chương trình hóa học THPT ứng dụng sử dụng CNTT việc xây dựng mơ hóa học - Lựa chọn phần mềm tiện ích cho việc xây dựng sử dụng mơ thí nghiệm, phần mềm Microsoft Powerpoint, Adobe Flash số phần mềm khác - Đề xuất tập thực nghiệm có sử dụng mơ thí nghiệm q trình dạy học hóa học trường THPT 2.2.3 Thiết kế số học có sử dụng mơ hố học 2.2.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm đánh giá kết đạt rút học cần thiết, khuyến nghị cần thực để nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa học Khách thể đối tượng nghiên cứu 3.1 Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học hóa học trường THPT 3.2 Đối tượng nghiên cứu Xây dựng sử dụng tập thực nghiệm thông qua việc mơ thí nghiệm dạy học mơn học trường THPT Giả thuyết khoa học Ứng dụng ICT để xây dựng sử dụng hợp lí số mơ thí nghiệm dạy học hóa học trường THPT góp phần đổi PPDH hóa học, nâng cao hứng thú học tập mơn HS, từ góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học Phương pháp nghiên cứu Trong q trình nghiên cứu, chúng tơi vận dụng phối hợp PP nghiên cứu sau: 5.1 Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu cập nhật tài liệu, giáo trình lý luận dạy học, giáo trình PPDH hố học để tổ chức q trình dạy học nhằm phát huy cao độ tính tự lực, chủ động, sáng tạo HS trình chiếm lĩnh kiến thức - Nghiên cứu xác định vị trí, vai trị, ý nghĩa PTTQ lý luận dạy học nói chung lý luận dạy học hố học nói riêng; nhằm làm sáng tỏ mối quan hệ PTTQ với yếu tố cấu trúc trình dạy học - Nghiên cứu việc xây dựng sử dụng mơ hóa học với hỗ trợ CNTT - Sử dụng phối hợp PP phân tích, tổng hợp, phân loại, hệ thống hóa, khái quát hóa, nghiên cứu tài liệu lí luận thực tiễn có liên quan đến việc đổi nội dung, PPDH hóa học với ứng dụng CNTT 5.2 Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra thực trạng việc ứng dụng ICT xây dựng sử dụng mơ hóa học chương trình THPT - Trao đổi kinh nghiệm với GV số trường THPT PPDH hóa học có sử dụng mơ thí nghiệm - Nghiên cứu sử dụng phần mềm Microsoft Powerpoint, Adobe Flash số phần mềm khác Adobe Photoshop, EasyCapture, Sothink SWF Decompiler 4.4, Flash saver, Windows Movie Maker, Crocodile Chemistry 605, để xây dựng mô hóa học - TNSP theo kế hoạch đề để khẳng định tính khả thi hiệu việc ứng dụng ICT xây dựng sử dụng số mơ hóa học chương trình hóa học THPT 5.3 Phương pháp thống kê toán học Sử dụng PP thống kê toán học kết hợp với phần mềm Excel để xử lý số liệu thu thập TNSP Lịch sử phát triển vấn đề Trong năm qua, đạo Bộ Giáo dục Đào tạo, sở giáo dục đào tạo, GV trường THPT có nhiều động thái tích cực việc đổi PPDH GV hóa học nằm dịng chảy Nghiên cứu xây dựng mơ hóa học vấn đề thu hút quan tâm đông đảo GV Củ thể kể cơng trình, như: - Phạm Ngọc Bằng: Nghiên cứu xây dựng phần mềm số mô để dạy học sản xuất hóa học chương trình phổ thơng, Luận văn Thạc sỹ khoa học giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 2004 - Phan Thế Bình: Nghiên cứu xây dựng thí nghiệm với hỗ trợ máy tính điện tử dạy học Hóa học lớp 10 trung học phổ thông, Luận văn Thạc sỹ giáo dục học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế, 2007 - Phạm Thị Mai Anh: Nghiên cứu xây dựng mơ thí nghiệm, cấu trúc phân tử hợp chất hữu với hỗ trợ máy vi tính dạy học hóa học hữu lớp 11 THPT, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 2008 Có nhiều đĩa CD - ROM mơ hóa học xây dựng như: - đĩa CD “Mơ dạy học hóa học” TS Nguyễn Trọng Thọ xây dựng biến đổi lượng cấu dạng n-butan, phản ứng hóa học chế (năng lượng hoạt hóa phản ứng hóa học, chế gốc tự phản ứng clo vào metan, chế SN1, chế SN2) - đĩa CD “Mô chuẩn độ axit - bazơ” (khái niệm pH chuẩn độ axit - bazơ) TS Nguyễn Trọng Thọ xây dựng - đĩa CD “Thí nghiệm ảo thí nghiệm hóa học lớp 10 THPT”, PGS Nguyễn Đức Chuy, Ths Hà Thị Lan Hương xây dựng - đĩa CD “Thí nghiệm mơ hóa học lớp 11 THPT”, PGS Nguyễn Đức Chuy, Ths Phạm Thị Thanh Hường xây dựng năm 2004 - đĩa CD “Thí nghiệm mơ hóa học lớp 12 THPT”, PGS Nguyễn Đức Chuy, Ths Vũ Hồng Quân xây dựng năm 2004 - đĩa CD “Một số thí nghiệm mơ q trình sản xuất chương trình hóa học THCS THPT”, Nguyễn Đức Chuy, Đoàn Thị Hiền xây dựng năm 2004 Nhiều nhóm nghiên cứu trường Đại học Sư phạm, Đại học Bách Khoa Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh nhiều tỉnh thành khác xây dựng nhiều đĩa CD thí nghiệm mơ sách điện tử hóa học