108 HNUE JOURNAL OF SCIENCE DOI: 10 18173/2354-1075 2021-0193 Educational Sciences 2021, Volume 66, Issue 4E, pp 108-119 This paper is available online at http://stdb hnue edu vn PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH THÔNG QUA SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THỰC TIỄN PHẦN HÓA HỌC PHI KIM TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Nguyễn Thị Kim Ánh Khoa Sư phạm, Trường Đại học Quy Nhơn Tóm tắt Phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh là nhiệm vụ quan trọng trong dạy học hóa học ở trường phổ thông Việc phát triển năng lực có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau Một trong những biện pháp hiệu quả là sử dụng thí nghiệm thực tiễn Trong bài viết này, tác giả đưa ra khái niệm về thí nghiệm thực tiễn, q uy trình xây dựng thí nghiệm thực tiễn, điều tra thực trạng về phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua thí nghiệm thực tiễn ở một số trường T rung học phổ thông, cấu trúc của năng lực thực nghiệm, từ đó xây dựng và sử dụng hệ thống thí nghiệm thực tiễn vào các dạng bài lên lớp ở trường phổ thông phần Hóa học Phi kim để phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh Tác giả cũng t iến hành thực nghiệm sư phạm và đánh giá hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm thực tiễn nhằm phát triển năng lực cho học sinh Từ khóa: n ăng lực t h ực nghiệm, phát triển năng lực t hực nghiệm, thí nghiệm thực tiễn , phi kim 1 Mở đầu Trong dạy học môn Hóa học, ngoài nhiệm vụ phát triển trí dục, phẩm chất và phát triển các năng lực (NL) như NL tự học, NL giải quyết vấn đề, NL vận dụng kiến thức (NL VDKT), [1] thì cần phát triển năng lực thực nghiệm (NLTN) cho học sinh (HS) NLTN không chỉ hình thành và phát triển kĩ năng thực hành thí nghiệm (THTN) mà còn hình thành NL xác định vấn đề và đề xuất phương án thực nghiệm; NL lập kế hoạch thực nghiệm và tiến hành thí nghiệm (TN); NL quan sát, mô tả, giải thích hiện tượng đuợc thể hiện qua thí nghiệm thực tiễn (TNTT); NL xử lí thông tin thu được từ kết quả TNTT [2] Trên thế giới đã có một số công trình nghiên cứu liên quan như Mohammad A Chowdhury, “Incorporating a Soap Industry Case Study To Motivate and Engage Students in the Chemistry of Daily Life” thể hiện việc kết hợp nghiên cứu công nghiệp như một phần không thể thiếu của chương trình giảng dạy hóa học và thảo luận các vấn đề liên quan với mô hình đề xuất của ngành xà phòng để giúp cải thiện sự tham gia, động lực và hứng thú của sinh viên trung học hoặc đại học đối với hóa học [3] Karpudewan, M , Hj Ismail, Z and Mohamed, N “The integration of green chemistry experiments with sustainable development concepts in pre ‐ service teachers’ curriculum: Experiences from Malaysia” : giới thiệu các TN hóa học xanh như một phương pháp sư phạm trong phòng TN để đánh giá hiệu quả của các TN hóa học xanh trong việc đưa ra các khái niệm phát triển bền vững và các khái niệm môi trường truyền thống [4] Về vấn đề phát triển năng lực cho HS thì Avi Hofstein, Oshrit Navo n, Mira Kipnis, Rachel Ngày nh ậ n bài: 6/9/2021 Ngày s ử a bài: 18/10/2021 Ngày nh ận đăng: 25/10/2021 Tác gi ả liên h ệ : Nguyễn Thị Kim Ánh Đ ị a ch ỉ e - mail : nguyenthikimanh@qnu edu vn Phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua sử dụng thí nghiệm thực tiễn phần hóa học 109 Mamlok-Naaman, “Developing students’ ability to ask more and better questions resulting from inquiry type chemistry laboratories” nghiên cứu này tập trung vào khả năng của HS học Hóa học bậc T rung học phổ thông, những người học Hóa học thông qua phương pháp tiếp cận hỏi đáp, đặt ra những câu hỏi có ý nghĩa và khoa học [5] Basu M, Das P, Chowdhury G “Introducing integrated teaching and comparison with traditional teaching in undergraduate medical curriculum ” với mục tiêu đánh giá tính khả thi của công nghệ thông tin (CNTT); để so sánh CNTT với giảng dạy truyền thống và để phân tích phản hồi của sinh viên và phản hồi của giảng viên về nhận thức về CNTT [6] Rosa Betancourt -Pérez, Julio Rodríguez, and Lorell Muñoz-Hernández, “Homing in on the Capabilities That Are Most Predictive of Student Success in the First Semester of Organic Chemistry” mô tả các khả năng mà các nhà hóa học hữu cơ thành thạo và các sinh viên mới bắt đầu cần phải giải quyết các vấn đề trong hóa học hữu cơ; trình bày chín mục tiêu cuối cùng và thiết kế chương trình giảng dạy hỗ trợ sự phát triển của chúng [7] Qing Zhou, Qiuyan Huang, Hong Tian, “Developing Students’ Critical Thinking Skills by Task- Based Learning in Chemistry Experiment Teaching” điều tra các tác động của học tập dựa trên nhiệm vụ trong TN hóa học giảng dạy về thúc đẩy kĩ năng tư duy phản biện của học sinh trung học ở Xi’an, Trung Quốc; sử dụng California Critical k iểm tra kĩ năng tư duy (CCTST) được sử dụng như một công cụ thu thập dữ liệu để đánh giá kĩ năng tư duy phản biện [8] Quan tâm đến vấn đề phát triển NLTN, ở Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu như: nhóm tác giả Phạm Thị Bích Đào, Đặng Thị Oanh đã “ Đề xuất cấu trúc và đánh giá năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua môn Khoa học Tự nhiên cấp Trung học cơ sở ” [2] nh óm tác giả đã đưa ra cấu trúc NLTN gồm 4 thành tố và 16 tiêu chí; về môn Vật lí có tác giả Trần Thị Thanh Thư đã đề xuất “ Biện pháp hình thành năng lực thực nghiệm cho sinh viên sư phạm vật lí [9] Ngoài ra, còn có công trình nghiên cứu “Hình thành năng lực sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học cho sinh viên sư phạm hóa học” [10] của tác giả Phan Đồng Châu Thủy đã đề cập đến TN gắn kết cuộc sống nhưng hướng đến việc phát triển năng lực cho đối tượng sinh viên Ngoài ra còn một số công trình liên quan khác [11, 12], Các công trình này chủ yếu xây dựng hệ thống các phương tiện như phim tài liệu, bài tập về TN, tranh ảnh, hình vẽ, bảng biểu, đánh giá NL,… chưa có công trình nào phát triển NLTN thông qua TNTT Trong bài viết này chúng tôi tiến hành điều tra và phân tích thực trạng về phát triển NLTN thông qua TNTT, từ đó đề xuất các biện pháp dạy học có sử dụng TNTT phần Hóa học P hi kim để tổ chức dạy học theo hướng phát triển NLTN tại một số trường THPT nhằm hình thành NL và p hát triển, thúc đẩy tinh thần học tập tự giác, yêu thích môn học, nâng cao kết quả học tập cho HS góp phần thực hiện mục tiêu đổi mới giáo dục 2 Nội dung nghiên cứu 2 1 Cơ sở lí luận 2 1 1 Phương pháp và khách thể nghiên cứu Sử dụng phối hợp các phương pháp phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa trong nghiên cứu các tài liệu có liên quan Điều tra thực trạng về tình hình V sử dụng TNTT để phát triển NLTN hóa học cho HS tại một số trường THPT ở Việt Nam TNSP để kiểm định thực tế kết quả nghiên cứu Sử dụng các phép toán thống kê để xử lí các số liệu, rút ra những nhận xét, đánh giá và kết luận 2 1 2 Khái niệm n ăng lực thực nghiệm của học sinh T rung học phổ thông - Định nghĩa NLTN theo từ điển Tiếng Việt [13]: “Năng lực thực nghiệm là khả năng vận dụng những kiến thức, kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống” Từ định nghĩa trên kết hợp với việc nghiên cứu các quan điểm về NLTN của một số tác giả [2, 13], chúng tôi quan niệm rằng: NLTN là khả Nguyễn Thị Kim Ánh 110 năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm và hứng thú để đưa ra các phương án, lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch thí nghiệm nhằm giải quyết một vấn đề cụ thể trong học tập cũng như trong cuộc sống Trong bài viết này chúng tôi tập trung vào NLTN hóa học, là một trong những NL cơ bản, đặc thù của dạy học hóa học, biểu hiện qua việc sử dụng thí nghiệm thực tiễn của HS trong quá trình học tập môn Hóa học Theo [2] thì NLTN bao gồm 4 NL thành phần với 16 biểu hiện cụ thể như sau (xem Hình 1): Hình 1 Cấu trúc năng lực thực nghiệm Từ cấu trúc NLTN [2] cùng với việc tham khảo một số quan niệm về NLTN, năng lực thực hành hóa học, chúng tôi đề xuất cấu trúc NLTN thông qua sử dụng TNTT trong môn Hóa học gồm 4 NL thành phần như sau: NLTN1: NL x ác định vấn đề và đề xuất phương án thực nghiệm từ TNTT NLTN2: NL l ập kế hoạch thực nghiệm và tiến hành TN NLTN3: NL q uan sát, mô tả, giải thích hiện tượng được thể hiện qua TNTT NLTN4: NL x ử lí thông tin thu được từ kết quả TN Những biểu hiện của NLTN thông qua TNTT bao gồm: + Xác định dụng cụ, hóa chất, nội dung kiến thức, xác định vấn đề, đề xuất câu hỏi nghiên cứu ; + Đề xuất giả thuyết, phương án TN; lựa chọn dụng cụ, hóa chất; + Lập kế hoạch và thực hiện TN an toàn, thành công ; + Thực hiện đúng TN ; + Xác định các chi tiết từ bối cảnh thực tiễn, tự nhiên ; + Mô tả những yếu tố biến đổi được thể hiện trong thực tiễn cuộc sống hằng ngày ; + Viết phương trình hóa học giải thích được hiện tượng TN; + Xử lí được số liệu thu được từ đồ thị, biểu đồ (có thể thực hiện các phép tính toán cần thiết); + So sánh, phân tích, rút ra được các kết luận phù hợp từ những thông tin TN thực tiễn 2 1 3 Thí nghiệm thực tiễn ( t hí nghiệm hoá học gắn kết cuộc sống thực tiễn) * Khái niệm TNTT là TN hóa học có sử dụng dụng cụ và hóa chất trong sinh hoạt hằng ngày của con người và thiết lập được mối liên hệ giữa kiến thức khoa học hóa học với thực tiễn cuộc sống [11] iống như TN hóa học truyền thống (sử dụng dụng cụ, hóa chất trong phòng TN), thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống được sử dụng trong dạy học nhằm giúp học sinh nâng cao hứng thú học tập, tạo niềm tin vào khoa học, phát triển khả năng quan sát, khắc sâu kiến thức bài học, rèn luyện kĩ năng thực hành,… đ ặc biệt chúng còn nâng cao ý nghĩa thực tiễn của môn Hóa học ở trường phổ thông, tăng khả năng vận dụng kiến thức đã học vào thực tế, góp phần phát triển NL giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS [11] Phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua sử dụng thí nghiệm thực tiễn phần hóa học 111 * Quy trình xây dựng các thí nghiệm thực tiễn Qua quá tr ình thực tế xây dựng các TNTT, chúng tôi đề xuất quy trình xây dựng thí nghiệm hóa học gắn kết với thực tiễn như sau: Bước 1: Lựa chọn nội dung bài học phù hợp với sử dụng TN khi giảng dạy Bước 2: Xác định mục tiêu, yêu cầu cần đạt của nội dung bài học đ ã chọn Bước 3: Lựa chọn TN hóa học phù hợp mục tiêu, yêu cầu cần đạt của nội dung bài học Bước 4: Tìm kiếm các nguyên vật liệu, dụng cụ gần gũi cuộc sống phù hợp với nội dung bài dạy đã chọn thay thế các hóa chất, dụng cụ đang được sử dụng trong phòng TN Bước 5: Thực hiện TN, kiểm chứng và đối chứng với các TN truyền thống đang được sử dụng Bước 6: Điều chỉnh lượng chất cũng như kĩ thuật thực hiện, thiết kế các hình thức biểu diễn phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng Bước 7 : Soạn câu hỏi khai thác TN và gợi ý lời giải phù hợp dành cho TN 2 2 Thực trạng sử dụng thí nghiệm thực tiễn nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT Qua điều tra và khảo sát ý kiến của 36 giáo viên ( V) và 466 HS ở Trường THPT Vân Canh; T HPT Trưng Vương; THPT Dân Tộc Nội trú Tỉnh Bình Định và Trường THPT Nguyễn Khuyến, THPT Quang Trung Tỉnh ia Lai chúng tôi nhận thấy: V ề phía GV: 62,50% GV cho r ằ ng phát tri ể n NLTN t ừ TNTT là r ấ t quan tr ọng đố i v ớ i HS THPT Vi ệ c s ử d ụ ng ki ế n th ứ c hóa h ọ c có n ộ i dung g ắ n v ớ i th ự c ti ễ n c ủ a các GV ở m ức thườ ng xuyên và th ỉ nh tho ả ng (50%) Có 50,5 % V đã sử d ụ ng TNTT trong d ạ y h ọ c GV nh ận đị nh s ử d ụ ng TNTT hi ệ n nay là c ầ n thi ế t (62,5%), m ộ t s ố V còn chưa chú trọng đế n TNTT trong d ạ y h ọ c V ề phía HS: Đa số cá c em HS đều nghĩ việ c th ầ y (cô) s ử d ụ ng các TNTT là c ầ n thi ế t và r ấ t c ầ n thi ế t (93,64%) giúp các em có h ứ ng thú h ọ c t ập hơn vớ i môn Hóa h ọ c; 81,36% các em HS r ấ t mong mu ố n th ầ y (cô) d ạ y h ọ c các v ấn đề liên quan đế n th ự c ti ễ n trong các ti ế t h ọ c hóa h ọ c HS đề u c ả m th ấ y h ứ ng thú v ớ i nh ữ ng bài h ọ c có v ậ n d ụ ng nh ữ ng ki ế n th ứ c th ự c ti ễ n, các em th ỉ nh tho ả ng so sánh ki ế n th ứ c hóa h ọc đã họ c v ớ i các hi ện tượ ng, s ự v ậ t, s ự vi ệ c trong cu ộ c s ố ng (76,69%) Có 61,02% HS cho r ằ ng c ầ n thi ế t và r ấ t c ầ n thi ế t ph ả i hình thành và rèn luy ệ n NLTN Qua kết quả điều tra trên, chúng tôi nhận thấy rằng việc sử dụng TNTT trong dạy học là cần thiết, nhằm phát triển năng lực NLTN cho HS 2 3 Đề xuất một số biện pháp sử dụng hệ t hống thí nghiệm thực tiễn phần H oá học Phi kim trong dạy học hóa học nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT 2 3 1 Sử dụng thí nghiệm thực tiễn khi nghiên cứu bài mới Hình thành kiến thức mới cho HS không chỉ đơn giản là V cung cấp kiến thức cho HS mà cần tổ chức cho HS tự khám phá, chủ động giành lấy kiến thức Tùy thuộc vào nội dung, mục tiêu bài học, mà V lựa chọn phương pháp dạy học khác nhau Để phát triển NLTN cho HS, V có thể sử dụng các TNTT theo phương pháp nghiên cứu, phương pháp nêu và giải quyết vấn đề hoặc kiểm chứng nhằm phát triển tư duy, kĩ năng THTN, quan sát, phân tích, giải thích, khơi gợi hứng thú, học tập cho HS trong quá trình lĩnh hội kiến thức Ví dụ 1 Khi dạy học về carbon dioxi de, trong hoạt động khởi động để khơi gợi hứng thú học tập và nhu cầu tìm hiểu kiến thức của HS, V tiến hành thí nghiệm “Ảo thuật tắt nến” GV yêu cầu HS đề xuất hóa chất, dụng cụ và phương án thí nghiệm Nguyễn Thị Kim Ánh 112 HS: xác định vấn đề, đề xuất hóa chất, dụng cụ (nến, bột Baking Soda, giấm, l i thuỷ tinh, bật lửa) , và phương án thí nghiệm thực tiễn này HS lập kế hoạch và tiến hành thí nghiệm: Xếp các cây nến thành một hàng rồi thắp sáng chúng Cho giấm ra l i thủy tinh, cho thêm một muỗng bột Baking Soda vào li Đưa nhanh li lại gần các ngọn nến HS quan sát và trả lời các câu hỏi sau: Câu 1: Khí thoát ra trong thí nghiệm trên (khí X) là khí gì? Trả lời: HS quan sát hiện tượng TN và vận dụng kiến thức hóa học về tính chất không duy trì sự cháy của carbon dioxide để dự đoán được khí X Khí thoát ra là carbon dioxide có CTHH là CO 2 Câu 2: Khí X được điều chế từ nguyên liệu gì? Viết CTHH của nguyên liệu và PTHH điều chế X? Hình1 Khí X sinh ra làm tắt nến Trả lời: HS dựa vào cách tiến hành thí nghiệm và vận dụng kiến thức đã học phần tính chất hóa học của muối carbon ate để trả lời) Nguyên liệu giấm (CH 3 COOH) và Baking Soda (NaHCO 3 ) PTHH: CH 3 COOH + NaHCO 3 → CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O Câu 3: Dựa vào hiện tượng thí nghiệm, cho biết ứng dụng của X? Trả lời:(HS dựa vào hiện tượng thí nghiệm và vận dụng kiến thức tính chất không duy trì sự cháy của carbon dioxide để nêu ứng dụng ) Qua thí nghiệm trên, hình thành cho HS kiến thức về tính chất không duy trì sự cháy, điều chế, ứng dụng của carbon dioxide và NLTN Ví dụ 2 Khi nghiên cứu tính chất vật lí của oxygen trong chủ đề “ Oxygen - Ozone ” V yêu cầu HS hãy đề xuất dụng cụ, hóa chất và cách tiến hành thí nghiệm “Thành phần phần trăm oxygen trong không khí” HS: đề xuất dụng cụ và hóa chất gồm: (Ngọn nến, một đĩa đầy nước màu, dung dịch kiềm, cốc thuỷ tinh và bật lửa) và nêu cách tiến hành TNTT về phần trăm của oxygen trong không khí HS lập kế hoạch thực nghiệm, tiến hành thí nghiệm: Đặt một ngọn nến đang phát sáng vào một đĩa đầy nước màu có pha dung dịch kiềm, dùng cốc thủy tinh để đậy úp lên ngọn nến Sau một thời gian ngắn, ngọn nến sẽ tắt và nước màu sẽ tràn vào cốc HS quan sát và giải thích hiện tượng, so sánh thể tích nước tràn vào với thể tích cốc thủy tinh Hình 2 Úp cốc thủy tinh lên ngọn nến đang cháy ngoài không khí Phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua sử dụng thí nghiệm thực tiễn phần hóa học 113 HS quan sát, mô tả, giải thích hiện tượng được thể hiện qua TNTT Ngọn nến cháy sáng trong không khí chứng tỏ trong không khí có chứa khí oxygen Sau khi đậy úp cốc thủy tinh một thời gian, khí oxygen sẽ hết nên ngọn nến sẽ tắt, áp suất khí trong cốc giảm nên nước tràn vào cốc gần 1/5 thể tích cốc, chứng minh oxygen chiếm 1/5 thể tích không khí NL xử lí thông tin thu được từ kết quả TN: Qua thí n ghiệm trên, hình thành kiến thức về oxygen là thành phần duy trì sự cháy, chiếm 1/5 thể tích không khí và phát triển NLTN cho HS Ngoài ra, HS vận dụng vào thực tiễn như khi tắt ngọn lửa đèn cồn, ta chỉ cần đậy úp nắp đèn cồn lại Khi V sử dụng TNTT để nghiên cứu bài học mới, HS đề xuất, tiến hành và giải thích hiện tượng TN, cùng thảo luận để trả lời câu hỏi của V Nhờ vậy, HS sẽ dễ dàng tiếp thu các kiến thức mới và phát hiện các nội dung kiến thức hóa học được ứng dụng trong các vấn đề thực tiễn từ đó phát triển NLTN cho HS 2 3 2 Sử dụng thí nghiệm thực tiễn trong các giờ học luyện tập, ôn tập Những giờ luyện tập, ôn tập không chỉ củng cố các kiến thức đã học mà còn rèn luyện kĩ năng, vận dụng những điều đã học để giải quyết những vấn đề trong thực tiễn và học tập TNTT có thể dùng để minh họa, khắc sâu, mở rộng kiến thức đã học Nhờ vậy, HS sẽ dễ dàng nhận ra mối liên hệ giữa kiến thức trong một chương cụ thể Ví dụ Khi dạy học nội dung luyện tập: “ Carbon và hợp chất của carbon ” , để giúp HS hiểu thêm và ghi nhớ dạng toán “CO 2 tác dụng với dung dịch kiềm” và mở rộng ứng dụng của CO 2 , V cho HS làm thí nghiệm “Nước vôi trong tác dụng với nước giải khát 7Up ” HS đề xuất hóa chất, dụng cụ (c hai nước Seven Up, dung dịch nước vôi trong, cốc) và phương án TN Đổ từ từ đến dư nước giải khát 7Up vào li chứa dung dịch nước vôi trong HS quan sát và trả lời các câu hỏi sau: Câu 1: Hiện tượng xảy ra khi cho từ từ đến dư nước giải khát 7Up vào d ung dịch nước vôi trong? Trả lời: Khi cho nước giải khát 7 Up vào dung dịch nước vôi trong, ban đầu có vẩn đục trắng, sau đó dung dịch lại trong suốt Hình 3 Thí nghiệm nước vôi trong gặp nước giải khát 7Up Câu 2: Từ hiện tượng TN trên, hãy cho biết trong nước giải khát 7 Up có chất gì (chất A) làm cho dung dịch nước vôi trong bị vẩn đục? HS quan sát mô tả, giải thích hiện tượng được thể hiện qua TNTT về tính chất hóa học của carbon dioxide tác dụng với dd kiềm và ứng dụng của carbon dioxide để dự đoán được chất có trong nước giải khát 7Up gây ra hiện tượng thí nghiệm) Trong nước giải khát 7Up có khí CO 2 Nguyễn Thị Kim Ánh 114 Câu 3: Viết các PTHH của các phản ứng xảy ra? Từ hiện tượng TN em có nhận xét gì về sự biến đổi của lượng chất kết tủa theo lượng chất A thổi vào dung dịch nước vôi trong Trả lời: HS vận dụng kiến thức về tính chất hóa học của carbon dioxide tác dụng với dung dịch kiềm và tính chất hóa học của muối carbon ate để trả lời Khi cho nước giải khát 7Up vào cốc dung dịch nước vôi trong, lúc đầu nước vôi bị vẩn đục, vì: CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ trắng + H 2 O Nếu nước giải khát 7Up được cho tiếp đến dư thì kết tủa sẽ bị hòa tan, do đã xảy ra phản ứng sau: CO 2 + CaCO 3 + H 2 O → Ca(HCO 3 ) 2 Thông qua thí nghiệm này, V gợi ý cho HS phân tích hiện tượng: - Khi CO 2 thiếu sẽ có hiện tượng gì xảy ra? Tạo ra sản phẩm muối gì? - Khi CO 2 dư sẽ có hiện tượng gì xảy ra? Tạo ra sản phẩm muối gì? Thí nghiệm trên đã giúp HS phát triển và rèn luyện các NLTN về phản ứng giữa CO 2 và dung d ịch kiềm, phát hiện và hiểu rõ ứng dụng của CO 2 trong sản xuất nước giải khát có gas 2 3 3 Sử dụng thí nghiệm thực tiễn trong các giờ thực hành, ngoại khóa, các dự án học tập Các TN thường được tổ chức trong giờ thực hành, ngoại khóa, dự án học tập nhằm củng cố kiến thức về kĩ năng, rèn luyện NLTN và phẩm chất chăm chỉ cho HS V khuyến khích các em lựa chọn các TNTT cuộc sống nhằm rèn luyện kiến thức và kĩ năng thực hành TN, phát huy khả năng liên hệ thực tế, VDKT để phát hiện và giải quyết các vấn đề trong thực tiễn, từ đó góp phần hình thành và phát triển NLTN và NL VDKT cho HS Ví dụ 1 Trong bài thực hành “Tính chất của oxygen và sulfur ” , khi thực hiện các thí nghiệm kiểm chứng tính oxygen hóa của đơn chất oxygen và tính khử của đơn chất sulfur thay vì HS sử dụng các bình oxygen V đã điều chế sẵn, V nên khuyến khích HS “Điều chế oxygen từ nước oxy già” kết hợp thử tính chất oxygen vừa sinh ra Hình 4 Điều chế oxygen từ nước oxy già và thử tính chất của oxygen (Nguồn: https://opcpharma com/san-pham/dung-ngoai/oxy-gia html) Với những TN đơn giản trong bài thực hành, HS có thể đề xuất cải tiến TN, sử dụng hóa chất, dụng cụ gần gũi trong cuộc sống để thay thế mà vẫn đảm bảo an toàn thành công NL xác định vấn đề và đề xuất phương án thực nghiệm từ TNTT Qua TN này, HS phát triển được NL xác định vấn đề và đề xuất phương án thực nghiệm từ TN thực tiễn thể hiện trong việc chọn hóa chất, sắp xếp thứ tự các thao tác tiến hành sao cho oxygen sinh ra không bị thất thoát mà phải được thử tính chất ngay Phát triển NL lập kế hoạch thực nghiệm, tiến hành TN và NL quan sát, mô tả, giải thích hiện tượng: vận dụng kiến thức về thành phần của nước oxygen già là chất giàu oxygen và kém bền để điều chế oxygen đơn giản và nhanh chóng; định hướng kiến thức tính chất duy trì sự cháy của oxygen để vận dụng nhận biết khí oxygen sinh ra, kết hợp vận dụng kiến thức tính Phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua sử dụng thí nghiệm thực tiễn phần hóa học 115 oxygen hóa của oxygen và tính khử của đơn chất sulfur để thực hiện T N Ngoài ra, HS còn có thể phát triển NL xử lí thông tin thu được từ kết quả TN: giải thích vì sao nước oxygen già được dùng để rửa vết thương ứng dụng trong y tế Ví dụ 2 Với dự án “Bình chữa cháy mini” hoặc “Bình lọc nước” , V hướng dẫn cho HS vận dụng kiến thức hóa học tính chất hấp phụ của carbon (than hoạt tính), tính chất không duy trì sự cháy của carbon dioxide , cách điều chế carbon dioxide , tính chất hóa học của muối carbonat trong chủ đề “ Carbon và hợp chất” để chế tạo các vật dụng trên từ những vật liệu quen thuộc trong cuộc sống V tổ chức cho học sinh thực hiện TNTT và đánh giá kết quả sản phẩm dự án Từ đó không những phát triển cho HS NL xác định vấn đề và đề xuất phương án thực nghiệm từ TNTT thuộc các lĩnh vực khác nhau như sức khỏe, phòng cháy chữa cháy,… mà còn phát triển Phát triển NL lập kế hoạch thực nghiệm và tiến hành TN trong việc lựa chọn phương án thiết kế, thi công sản phẩm bình lọc nước, bình chữa cháy mini từ các vật dụng quen thuộc sao cho đảm bảo thực hiện thành công, hiệu quả và có tính thẩm mĩ Hình 5 Sản phẩm bình lọc nước và bình chữa cháy mini 2 3 4 Sử dụng thí nghiệm thực tiễn trong kiểm tra, đánh giá V có thể lồng ghép các TN hóa học gắn với thực tiễn dưới dạng các bài tập hóa học để sử dụng trong các bài kiểm tra đánh giá Qua đó, rèn luyện kiến thức về kĩ năng thực hành TN từ đó hình thành và phát triển NLTN cho HS, giúp HS yêu thích và hứng thú môn Hóa học hơn Ví dụ 1 Sau khi dạy học nội dung “II - nước Jave l, clorua vôi , muối clorat Bài 32 Hợp chấ t có oxygen của c hlor ” , V có thể sử dụng những câu hỏi sau để đánh giá sự phát triển NLTN thông qua việc xác định vấn đề và hiểu rõ kiến thức/kĩ năng hóa học được ứng dụng trong cuộc sống từ đó đề xuất phương án thực nghiệm từ TNTT và giải thích hiện tượng TNTT Câu 1: Khi cho từ từ nước giải khát Sting vào cốc nước Javel thấy Sting bị mất màu Chất nào có trong nước Javel gây ra hiện tượng mất màu trên? (HS vận dụng kiến thức về thành phần, tính chất của nước Javel) A NaCl B NaClO C NaOH D NaHCO 3 Câu 2: Ki nh nghiệm khi sử dụng nước Javel trong cuộc sống hàng ngày là: (HS vận dụng kiến thức về tính chất của nước Javel, PTHH CO 2 + NaClO + H 2 O → NaHCO 3 + HClO để lựa chọn cách sử dụng hợp lí) A đeo găng tay cao su, không pha nước Javel với nước nóng, giữ trong bình kín, tránh ánh sáng mặt trời và hơi nóng B pha Javel với nước nóng, không nên ngâm quần áo trước để tránh mục vải C không pha Javel với nước nóng, dùng càng nhiều càng tốt để tăng hiệu quả giặt tẩy D giữ trong bình kín, tránh ánh nắng mặt trời và hơi nóng Ví dụ 2 Bài tập đánh giá NLTN về muối amonium được ứng dụng trong thực phẩm như thế nào V đưa ra tình huống sau:công dụng của bột khai trong ngành làm bánh là gì? Nguyễn Thị Kim Ánh 116 HS xác định vấn đề về công dụng của bột khai và đề xuất câu hỏi nghiên cứu Vì sao gọi là bột khai? Công thức hóa học của bột khai là gì? Bột khai có tên gọi nào khác? Cho lượng bột khai vào bánh với hàm lượng bao nhiêu là đủ? Phản ứng hóa học xảy ra khi rán bánh quẩy hoặc hấp bánh bao có sử dụng bột khai? Có thể thay thế bột khai bằng gì? Hình 6 Mẫu bánh quẩy và bánh bao (Nguồn https://www cooky vn/blog) NL phân tích vấn đề và giải thích hiện tượng: Bột khai có dạng bột khô, màu trắng đục, có mùi khai đặc trưng và điển hình Bột khai cũng là một hợp chất hóa học, có thể tự phân hủy ở không khí và tạo ra khí carbon d i oxy de , nước cũng như am m onia Xác định công thức hóa học: NH 4 HCO 3 Tên gọi: ( baking am m oni a , am m oni um bi carbon at e ) HS ứng dụng vào làm bánh quẩy hoặc bánh bao: Xác định hàm lượng khi tiến hành làm bánh: Với 1 kg bột mì bạn chỉ cần dùng 5 - 50 g bột khai, khi sử dụng cần pha loãng với nước theo tỉ lệ 1:5 tương ứng với 1 phần bột khai với 5 phần chất lỏng Nếu sử dụng đúng cách và đúng liều lượng sẽ không gây độc hại cho sức khỏe Giải thích hiện tượng xảy ra bằng phương trình hoá học của phản ứng: NH 4 HCO 3 NH 3 + CO 2 + H 2 O + NL xử lí thông tin thu được từ kết quả TN và đề xuất phương án TN khác Có thể thay thế bột khai bằng baking soda và baking powder ( muối nở và bột nở ) Bột khai cũng là một chất nở trong làm bánh, tuy không sử dụng phổ biến như bột nở hay muối nở nhưng nếu sử dụng đúng cách và đúng liều lượng sẽ không gây độc hại cho sức khỏe Thông qua câu hỏi và bài tập kiểm tra đánh giá gắn với TNTT sẽ giúp HS phát triển NLTN 2 4 Kết quả thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại Trường THPT Vân Canh, THPT Trưng Vương, THPT Dân Tộc Nội trú Tỉnh Bình Định; Trường THPT Nguyễn Khuyến và THPT Quang Trung, Tỉnh ia Laivới 466 HS thông qua các chủ đề: “ Oxygen ” và “Fluorine - Bromine - Iodine ” ; “Am o niac và muối amoni” và “ Carbon và hợp chất của carbon - hóa học trong vấn đề phòng chống cháy nổ” Kế hoạch giảng dạy được thiết kế có sử dụng các biện pháp phát triển NLTN thông qua hệ thống TNTT, kết hợp với các phương pháp dạy học tích cực, sử dụng bảng tiêu chí về các mức độ phát triển NLTN, phiếu tự đánh giá phát triển NLTN của HS Để đánh giá kết quả học tập của HS thông qua kết quả của bài kiểm tra được xử lí bằng phương pháp thống kê toán học ( B ảng 2) Phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua sử dụng thí nghiệm thực tiễn phần hóa học 117 B ảng 1 Kết quả đánh giá mức độ phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh Mức 1: hiểu; Mức 2: vận dụng; Mức 3: lập luận, sáng tạo S tt Tiêu chí chỉ báo Đánh giá mức độ Trước tác động (TTĐ) Sau tác động (STĐ) Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 1 Mức 2 Mức 3 NL TN1 Xác định dụng cụ, hóa chất, nội dung kiến thức, xác định vấn đề, đề xuất câu hỏi nghiên cứu 44,12% 41,17% 14,71% 6,76% 31,08% 62,16% NL TN2 Đề xuất giả thuyết, phương án TN; lựa chọn dụng cụ, hóa chất 75,00% 25,00% 0,00% 22,97% 21,62% 55,41% Lập kế hoạch và thực hiện TN an toàn, thành công 50,00% 38,24% 11,76% 20,27% 51,35% 28,38% Thực hiện đúng TN 23,52% 54,41% 22,07% 6,76% 44,59% 48,65% NLT N3 Xác định các chi tiết từ bối cảnh thực tiễn, tự nhiên 44,12% 33,82% 22,06% 40,54% 39,19% 20,27% Mô tả những yếu tố biến đổi được thể hiện trong thực tiễn cuộc sống hằng ngày 45,59% 42,65% 11,76% 13,51% 56,76% 29,73% Viết phương trình hóa học giải thích được hiện tượng TN 23,53% 42,65% 33,82% 8,11% 50% 41,89% NLT N4 Xử lí được số liệu thu được từ đồ thị, biểu đồ (có thể thực hiện các phép tính toán cần thiết) 32,35% 48,53% 19,12% 14,86% 55,41% 29,73% So sánh, phân tích, rút ra được các kết luận phù hợp từ những thông tin TN thực tiễn 36,76% 52,94% 10,30% 18,92% 55,41% 25,67% B ảng 1 cho thấy: NLTN của HS STĐ tốt hơn TTĐ Biểu hiện ở phần trăm số HS đạt mức Vận dụng; Lập luận, sáng tạo ở từng tiêu chí chỉ báo của HS STĐ luôn cao hơn TTĐ và ở mức Hiểu thấp hơn Cụ thể như sau: Nguyễn Thị Kim Ánh 118 - NL xác định vấn đề và đề xuất phương án thực nghiệm từ TNTT: %HS đạt mức l ập luận, sáng tạo STĐ là 55,41%,còn TTĐ 0% - NL lập kế hoạch thực nghiệm và tiến hành TNTT: STĐ % HS đạt mức vận dụng chiếm 51,35% trong khi đó TTĐ chỉ có 38,24% HS đạt mức này - NL So sánh, phân tích, rút ra được các kết luận phù hợp từ những thông tin TN thực tiễn: có 36,76% HS đạt mức hiểu TTĐ, STĐ còn chỉ có 18,92% Xét những tiêu chí khác của NLTN từ số liệu thu được đều cho kết quả tương tự (xem Bảng 2) Bảng 2 Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng Lớp Số HS S S 2 V (%) Giá trị kiểm định student Mức độ ảnh hưởng ES TN 230 7,12 0,69 0,47 22,12% t = 4,73; = 2,58 0,76 ĐC 236 6,55 0,75 0,57 29,41% iá trị trung bình của lớp TN cao hơn lớp đối chứng (7,12 > 6,55) cho thấy kết quả NLTN của lớp TN cao hơn lớp ĐC iá trị V nằm trong khoảng 10% đến 30% chứng tỏ kết quả thu được đáng tin cậy iá trị S của lớp TN nhỏ hơn lớp ĐC như vậy độ phân tán của lớp TN thấp hơn lớp ĐC Mức độ ảnh hưởng ES (0,76), trong khoảng 0,5 đến 0,79 nên có thể khẳng định sự khác nhau của hai giá trị trung bình là có ý nghĩa, độ tin cậy 99% (t > ) Kết quả cho thấy các biện pháp đã sử dụng có tác động tích cực trong việc phát triển NLTN cho HS 3 Kết luận Từ việc nghiên cứu cơ sở lí luận về NLTN và TNTT, điều tra thực trạng việc sử dụng TNTT nhằm phát triển NLTN cho HS THPT Chúng tôi đã xây dựng các TNTT có kiến thức hóa học gắn với thực tiễn hằng ngày với HS, đưa ra bốn biện pháp phát triển NLTN cho HS thông qua sử dụng TNTT g iúp các em có hứng thú trong học tập và nhận thức tốt các vấn đề có liên quan trong cuộc sống Kết quả thực nghiệm về NLTN được phân tích và xử lí c ho thấy tính khả thi của việc sử dụng các biện pháp trên trong việc phát triển NLTN cho HS g iúp GV phát huy tối đa tác dụng của việc sử dụng TNTT thông qua hoạt động lên lớp và hoạt động ngoại khóa khác vào trong quá trình dạy học ở trường THPT nhằm thực hiện tốt mục tiêu dạy học, phát triển tối đa tiềm năng riêng vốn có của mỗi người học, đáp ứng được xu thế giáo dục hiện nay và là hành trang cần thiết cho HS bước vào cuộc sống trong tương lai TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ iáo dục và Đào tạo, 2018 Chương trì nh G iáo dục phổ thông Chương trình T ổng thể Thông tư số 32/2018/TT - B DĐT, Hà Nội [2] Phạm Thị Bích Đào, Đặng Thị Oanh, 2017 Đề xuất cấu trúc và đánh giá năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua môn K hoa học T ự nhiên cấp T rung học cơ sở Tạp chí K hoa học Trường Đ ại học S ư phạm Hà Nội, Số 7, tr 79 - 88 [3] Mohammad A Chowdhury, 2013 Incorporating a Soap Industry Case Study To Motivate and Engage Students in the Chemistry of Daily Life Journal of Chemical Education, Vol 90 , No 7, pp 866 - 872 [4] Karpudewan,M , Hj Ismail,Z and Mohamed,N , 2014 The integration of green chemistry experiments with sustainable development concepts in pre ‐ service teachers’ curriculum: Phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua sử dụng thí nghiệm thực tiễn phần hóa học 119 Experiences from Malaysia International Journal of Sustainability in Higher Education ,Vol 10, No 2, pp 118 - 135 [5] Avi Hofstein, Oshrit Navon, Mira Kipnis, Rachel Mamlok - Naaman, 2005 Developing students’ ability to ask more and better questions resulting from inqu iry type chemistry laboratories Journal of Research in Science Teaching , Vol 42, No 7, pp 791 - 806 [6] Basu M, Das P, Chowdhury G, 2020 Introducing integrated teaching and comparison with traditional teaching in undergraduate medical curriculum, A pilot study Med J DY Patil Univ [serial online] 2015 [cited 2020 Apr 28], Vol 8, pp 431 - 438 [7] Ros a Betancourt - Pérez, Julio Rodríguez, and Lorell Muñoz - Hernández, 2020 Homing in on the Capabilities That Are Most Predictive of Student Success in the First Semester of Organic Chemistry Journal of Chemical Education , Vol 97, No 3, pp 635 - 642 [8] Qing Zhou, Qiuyan Huang, Hong Tian, 2013 Developing Students’ Critical Thinking Skills by Task - Based Learning in Chemistry Experiment Teaching Creative Education , Vol 4, No 12A, pp 40 - 45 [9] Trần Thị Thanh Thư, 2016 Biện pháp hình thành năng lực thực nghiệm cho sinh viên sư phạm vật lí Tạp chí Khoa học Tr ư ờng Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh (Khoa học G iáo dục), Số 4, tr 163 - 171 [10] Phan Đồng Châu Thủy, 2016 Hình thành năng lực sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học cho sinh viên sư phạm hóa học Tạp chí K hoa học Tr ư ờng Đại học S ư phạm Hà Nội , Số 6A/2016 VN, tr 124 - 125 [11] Nguyễn Thị Kim Ánh, Ông Thị Tuyết Thanh, 2018 Một số biện pháp sử dụng kênh hình trong dạy học phần dẫn xuất Halogen - Ancol - Phenol (Hóa học 11) nhằm phát triển nă ng lực thực nghiệm cho học sinh Tạp chí Giáo dục, Số 436, tr 50 - 54 [12] Hà Thị Mỹ Linh, 2018 Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực nghiệm trong dạy học để phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn cho họ c sinh Tạp chí T hiết bị G iáo dục , Số 170, kì 1 tr 40 - 45 [13] Nguyễn Như Ý (chủ biên), 1999 Đại T ừ điển Tiếng Việt NXB Văn hóa Thông tin, tr 245 - 246 ABSTRACT Develop ment of experimental competence for students via the use of practical experiments in the content of Nonmetallic C hemistry in H igh school s Nguyen Thi Kim Anh Department of Education, Quy Nhon University Developing experimental capacity for students is an important task in teaching Chemistry in high schools Development of competence can be accomplished by different means One of the effective measures is the use of practical experiments In this article, the author introduces the definition of practical chemistry experiments, the process of building chemical experiments associated with reality, investigating the actual situation of developing experimental competence for students through experiments associated with practice in some high schools, the structure of experimental capacity Thus, building and using a system of practical experiments in the types of lessons taught in High schools in the part of Nonmetallic Chemistry to develop experimental capacity for students Conduct pedagogical experiments and evaluate the effectiveness of using practical experiments to develop students'''' capacity Keywords : e xperimental competence , develop ment of experimental competence , practical experiments, N onmetal C hemistry
Trang 1108
Educational Sciences 2021, Volume 66, Issue 4E, pp 108-119
This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH THÔNG QUA SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THỰC TIỄN PHẦN HÓA HỌC PHI KIM TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Nguyễn Thị Kim Ánh
Khoa Sư phạm, Trường Đại học Quy Nhơn
Tóm tắt Phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh là nhiệm vụ quan trọng trong dạy
học hóa học ở trường phổ thông Việc phát triển năng lực có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau Một trong những biện pháp hiệu quả là sử dụng thí nghiệm thực tiễn Trong bài viết này, tác giả đưa ra khái niệm về thí nghiệm thực tiễn, quy trình xây dựng thí nghiệm thực tiễn, điều tra thực trạng về phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua thí nghiệm thực tiễn ở một số trường Trung học phổ thông, cấu trúc của năng lực thực nghiệm,
từ đó xây dựng và sử dụng hệ thống thí nghiệm thực tiễn vào các dạng bài lên lớp ở trường phổ thông phần Hóa học Phi kim để phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh Tác giả cũng tiến hành thực nghiệm sư phạm và đánh giá hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm thực tiễn nhằm phát triển năng lực cho học sinh
Từ khóa: năng lực thực nghiệm, phát triển năng lực thực nghiệm, thí nghiệm thực tiễn, phi kim
1 Mở đầu
Trong dạy học môn Hóa học, ngoài nhiệm vụ phát triển trí dục, phẩm chất và phát triển các năng lực (NL) như NL tự học, NL giải quyết vấn đề, NL vận dụng kiến thức (NL VDKT), [1] thì cần phát triển năng lực thực nghiệm (NLTN) cho học sinh (HS) NLTN không chỉ hình thành và phát triển kĩ năng thực hành thí nghiệm (THTN) mà còn hình thành NL xác định vấn
đề và đề xuất phương án thực nghiệm; NL lập kế hoạch thực nghiệm và tiến hành thí nghiệm (TN); NL quan sát, mô tả, giải thích hiện tượng đuợc thể hiện qua thí nghiệm thực tiễn (TNTT);
NL xử lí thông tin thu được từ kết quả TNTT [2]
Trên thế giới đã có một số công trình nghiên cứu liên quan như Mohammad A Chowdhury,
“Incorporating a Soap Industry Case Study To Motivate and Engage Students in the Chemistry
of Daily Life” thể hiện việc kết hợp nghiên cứu công nghiệp như một phần không thể thiếu của
chương trình giảng dạy hóa học và thảo luận các vấn đề liên quan với mô hình đề xuất của ngành xà phòng để giúp cải thiện sự tham gia, động lực và hứng thú của sinh viên trung học
hoặc đại học đối với hóa học [3] Karpudewan, M., Hj Ismail, Z and Mohamed, N.“The integration of green chemistry experiments with sustainable development concepts in pre‐
service teachers’ curriculum: Experiences from Malaysia”: giới thiệu các TN hóa học xanh như
một phương pháp sư phạm trong phòng TN để đánh giá hiệu quả của các TN hóa học xanh trong việc đưa ra các khái niệm phát triển bền vững và các khái niệm môi trường truyền thống [4]
Về vấn đề phát triển năng lực cho HS thì Avi Hofstein, Oshrit Navon, Mira Kipnis, Rachel
Ngày nhận bài: 6/9/2021 Ngày sửa bài: 18/10/2021 Ngày nhận đăng: 25/10/2021
Tác giả liên hệ: Nguyễn Thị Kim Ánh Địa chỉ e-mail: nguyenthikimanh@qnu.edu.vn
Trang 2109
Mamlok-Naaman, “Developing students’ ability to ask more and better questions resulting from inquiry type chemistry laboratories” nghiên cứu này tập trung vào khả năng của HS học Hóa
học bậc Trung học phổ thông, những người học Hóa học thông qua phương pháp tiếp cận hỏi
đáp, đặt ra những câu hỏi có ý nghĩa và khoa học [5] Basu M, Das P, Chowdhury G
“Introducing integrated teaching and comparison with traditional teaching in undergraduate medical curriculum” với mục tiêu đánh giá tính khả thi của công nghệ thông tin (CNTT); để so
sánh CNTT với giảng dạy truyền thống và để phân tích phản hồi của sinh viên và phản hồi của giảng viên về nhận thức về CNTT [6] Rosa Betancourt-Pérez, Julio Rodríguez, and Lorell
Muñoz-Hernández, “Homing in on the Capabilities That Are Most Predictive of Student Success in the First Semester of Organic Chemistry” mô tả các khả năng mà các nhà hóa học
hữu cơ thành thạo và các sinh viên mới bắt đầu cần phải giải quyết các vấn đề trong hóa học hữu cơ; trình bày chín mục tiêu cuối cùng và thiết kế chương trình giảng dạy hỗ trợ sự phát triển
của chúng [7] Qing Zhou, Qiuyan Huang, Hong Tian,“Developing Students’ Critical Thinking Skills by Task-Based Learning in Chemistry Experiment Teaching” điều tra các tác động của
học tập dựa trên nhiệm vụ trong TN hóa học giảng dạy về thúc đẩy kĩ năng tư duy phản biện của học sinh trung học ở Xi’an, Trung Quốc; sử dụng California Critical kiểm tra kĩ năng tư duy (CCTST) được sử dụng như một công cụ thu thập dữ liệu để đánh giá kĩ năng tư duy phản biện [8] Quan tâm đến vấn đề phát triển NLTN, ở Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu
như: nhóm tác giả Phạm Thị Bích Đào, Đặng Thị Oanh đã “Đề xuất cấu trúc và đánh giá năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua môn Khoa học Tự nhiên cấp Trung học cơ sở” [2]
nhóm tác giả đã đưa ra cấu trúc NLTN gồm 4 thành tố và 16 tiêu chí; về môn Vật lí có tác giả
Trần Thị Thanh Thư đã đề xuất “Biện pháp hình thành năng lực thực nghiệm cho sinh viên sư phạm vật lí [9] Ngoài ra, còn có công trình nghiên cứu “Hình thành năng lực sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học cho sinh viên sư phạm hóa học” [10] của tác giả Phan
Đồng Châu Thủy đã đề cập đến TN gắn kết cuộc sống nhưng hướng đến việc phát triển năng lực cho đối tượng sinh viên Ngoài ra còn một số công trình liên quan khác [11, 12], Các công trình này chủ yếu xây dựng hệ thống các phương tiện như phim tài liệu, bài tập về TN, tranh ảnh, hình vẽ, bảng biểu, đánh giá NL,… chưa có công trình nào phát triển NLTN thông qua TNTT Trong bài viết này chúng tôi tiến hành điều tra và phân tích thực trạng về phát triển NLTN thông qua TNTT, từ đó đề xuất các biện pháp dạy học có sử dụng TNTT phần Hóa học Phi kim để tổ chức dạy học theo hướng phát triển NLTN tại một số trường THPT nhằm hình thành NL và phát triển, thúc đẩy tinh thần học tập tự giác, yêu thích môn học, nâng cao kết quả học tập cho HS góp phần thực hiện mục tiêu đổi mới giáo dục
2 Nội dung nghiên cứu
2.1 Cơ sở lí luận
2.1.1 Phương pháp và khách thể nghiên cứu
Sử dụng phối hợp các phương pháp phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa trong nghiên cứu các tài liệu có liên quan Điều tra thực trạng về tình hình V sử dụng TNTT để phát triển NLTN hóa học cho HS tại một số trường THPT ở Việt Nam TNSP để kiểm định thực tế kết quả nghiên cứu Sử dụng các phép toán thống kê để xử lí các số liệu, rút ra những nhận xét, đánh giá và kết luận
2.1.2 Khái niệm năng lực thực nghiệm của học sinh Trung học phổ thông
- Định nghĩa NLTN theo từ điển Tiếng Việt [13]: “Năng lực thực nghiệm là khả năng vận
dụng những kiến thức, kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống” Từ định nghĩa trên kết hợp với việc nghiên
cứu các quan điểm về NLTN của một số tác giả [2, 13], chúng tôi quan niệm rằng: NLTN là khả
Trang 3110
năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm và hứng thú để đưa ra các phương án, lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch thí nghiệm nhằm giải quyết một vấn đề cụ thể trong học tập cũng như trong cuộc sống Trong bài viết này chúng tôi tập trung vào NLTN hóa học, là một trong những NL cơ bản, đặc thù của dạy học hóa học, biểu hiện qua việc sử dụng thí nghiệm thực tiễn của HS trong quá trình học tập môn Hóa học
Theo [2] thì NLTN bao gồm 4 NL thành phần với 16 biểu hiện cụ thể như sau (xem Hình 1):
Hình 1 Cấu trúc năng lực thực nghiệm
Từ cấu trúc NLTN [2] cùng với việc tham khảo một số quan niệm về NLTN, năng lực thực hành hóa học, chúng tôi đề xuất cấu trúc NLTN thông qua sử dụng TNTT trong môn Hóa học
gồm 4 NL thành phần như sau:
NLTN1: NL xác định vấn đề và đề xuất phương án thực nghiệm từ TNTT
NLTN2: NL lập kế hoạch thực nghiệm và tiến hành TN
NLTN3: NL quan sát, mô tả, giải thích hiện tượng được thể hiện qua TNTT
NLTN4: NL xử lí thông tin thu được từ kết quả TN
Những biểu hiện của NLTN thông qua TNTT bao gồm:
+ Xác định dụng cụ, hóa chất, nội dung kiến thức, xác định vấn đề, đề xuất câu hỏi nghiên cứu; + Đề xuất giả thuyết, phương án TN; lựa chọn dụng cụ, hóa chất;
+ Lập kế hoạch và thực hiện TN an toàn, thành công;
+ Thực hiện đúng TN;
+ Xác định các chi tiết từ bối cảnh thực tiễn, tự nhiên;
+ Mô tả những yếu tố biến đổi được thể hiện trong thực tiễn cuộc sống hằng ngày;
+ Viết phương trình hóa học giải thích được hiện tượng TN;
+ Xử lí được số liệu thu được từ đồ thị, biểu đồ (có thể thực hiện các phép tính toán cần thiết); + So sánh, phân tích, rút ra được các kết luận phù hợp từ những thông tin TN thực tiễn
2.1.3 Thí nghiệm thực tiễn (thí nghiệm hoá học gắn kết cuộc sống thực tiễn)
* Khái niệm
TNTT là TN hóa học có sử dụng dụng cụ và hóa chất trong sinh hoạt hằng ngày của con người và thiết lập được mối liên hệ giữa kiến thức khoa học hóa học với thực tiễn cuộc sống [11] iống như TN hóa học truyền thống (sử dụng dụng cụ, hóa chất trong phòng TN), thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống được sử dụng trong dạy học nhằm giúp học sinh nâng cao hứng thú học tập, tạo niềm tin vào khoa học, phát triển khả năng quan sát, khắc sâu kiến thức bài học, rèn luyện kĩ năng thực hành,… đặc biệt chúng còn nâng cao ý nghĩa thực tiễn của môn Hóa học ở trường phổ thông, tăng khả năng vận dụng kiến thức đã học vào thực tế, góp phần phát triển NL giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS [11]
Trang 4111
* Quy trình xây dựng các thí nghiệm thực tiễn
Qua quá trình thực tế xây dựng các TNTT, chúng tôi đề xuất quy trình xây dựng thí nghiệm hóa học gắn kết với thực tiễn như sau:
Bước 1: Lựa chọn nội dung bài học phù hợp với sử dụng TN khi giảng dạy
Bước 2: Xác định mục tiêu, yêu cầu cần đạt của nội dung bài học đã chọn
Bước 3: Lựa chọn TN hóa học phù hợp mục tiêu, yêu cầu cần đạt của nội dung bài học Bước 4: Tìm kiếm các nguyên vật liệu, dụng cụ gần gũi cuộc sống phù hợp với nội dung
bài dạy đã chọn thay thế các hóa chất, dụng cụ đang được sử dụng trong phòng TN
Bước 5:Thực hiện TN, kiểm chứng và đối chứng với các TN truyền thống đang được sử dụng Bước 6: Điều chỉnh lượng chất cũng như kĩ thuật thực hiện, thiết kế các hình thức biểu diễn
phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng
Bước 7: Soạn câu hỏi khai thác TN và gợi ý lời giải phù hợp dành cho TN
2.2 Thực trạng sử dụng thí nghiệm thực tiễn nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT
Qua điều tra và khảo sát ý kiến của 36 giáo viên ( V) và 466 HS ở Trường THPT Vân Canh; THPT Trưng Vương; THPT Dân Tộc Nội trú Tỉnh Bình Định và Trường THPT Nguyễn Khuyến, THPT Quang Trung Tỉnh ia Lai chúng tôi nhận thấy:
Về phía GV: 62,50% GV cho rằng phát triển NLTN từ TNTT là rất quan trọng đối với HS
THPT Việc sử dụng kiến thức hóa học có nội dung gắn với thực tiễn của các GV ở mức thường
xuyên và thỉnh thoảng (50%) Có 50,5% V đã sử dụng TNTT trong dạy học GV nhận định sử
dụng TNTT hiện nay là cần thiết (62,5%), một số V còn chưa chú trọng đến TNTT trong dạy học
Về phía HS: Đa số các em HS đều nghĩ việc thầy (cô) sử dụng các TNTT là cần thiết và rất
cần thiết (93,64%) giúp các em có hứng thú học tập hơn với môn Hóa học; 81,36% các em HS
rất mong muốn thầy (cô) dạy học các vấn đề liên quan đến thực tiễn trong các tiết học hóa học
HS đều cảm thấy hứng thú với những bài học có vận dụng những kiến thức thực tiễn,các em thỉnh thoảng so sánh kiến thức hóa học đã học với các hiện tượng, sự vật, sự việc trong cuộc
sống (76,69%) Có 61,02% HS cho rằng cần thiết và rất cần thiết phải hình thành và rèn luyện NLTN
Qua kết quả điều tra trên, chúng tôi nhận thấy rằng việc sử dụng TNTT trong dạy học là
cần thiết, nhằm phát triển năng lực NLTN cho HS
2.3 Đề xuất một số biện pháp sử dụng hệ thống thí nghiệm thực tiễn phần Hoá học Phi kim trong dạy học hóa học nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT
2.3.1 Sử dụng thí nghiệm thực tiễn khi nghiên cứu bài mới
Hình thành kiến thức mới cho HS không chỉ đơn giản là V cung cấp kiến thức cho HS mà cần tổ chức cho HS tự khám phá, chủ động giành lấy kiến thức Tùy thuộc vào nội dung, mục tiêu bài học, mà V lựa chọn phương pháp dạy học khác nhau
Để phát triển NLTN cho HS, V có thể sử dụng các TNTT theo phương pháp nghiên cứu, phương pháp nêu và giải quyết vấn đề hoặc kiểm chứng nhằm phát triển tư duy, kĩ năng THTN, quan sát, phân tích, giải thích, khơi gợi hứng thú, học tập cho HS trong quá trình lĩnh hội kiến thức
Ví dụ 1 Khi dạy học về carbon dioxide, trong hoạt động khởi động để khơi gợi hứng thú
học tập và nhu cầu tìm hiểu kiến thức của HS, V tiến hành thí nghiệm “Ảo thuật tắt nến”
GV yêu cầu HS đề xuất hóa chất, dụng cụ và phương án thí nghiệm
Trang 5112
HS: xác định vấn đề, đề xuất hóa chất, dụng cụ (nến, bột Baking Soda, giấm, li thuỷ tinh, bật lửa), và phương án thí nghiệm thực tiễn này
HS lập kế hoạch và tiến hành thí nghiệm: Xếp các cây nến thành một hàng rồi thắp sáng chúng Cho giấm ra li thủy tinh, cho thêm một muỗng bột Baking Soda vào li Đưa nhanh li lại gần các ngọn nến HS quan sát và trả lời các câu hỏi sau:
Câu 1: Khí thoát ra trong thí nghiệm trên (khí X) là
khí gì?
Trả lời: HS quan sát hiện tượng TN và vận dụng
kiến thức hóa học về tính chất không duy trì sự cháy của
carbon dioxide để dự đoán được khí X Khí thoát ra là
carbon dioxide có CTHH là CO2
Câu 2: Khí X được điều chế từ nguyên liệu gì? Viết
CTHH của nguyên liệu và PTHH điều chế X?
Hình1 Khí X sinh ra làm tắt nến
Trả lời: HS dựa vào cách tiến hành thí nghiệm và vận dụng kiến thức đã học phần tính chất hóa học của muối carbonate để trả lời) Nguyên liệu giấm (CH3COOH) và Baking Soda (NaHCO3)
PTHH: CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + CO2 + H2O
Câu 3: Dựa vào hiện tượng thí nghiệm, cho biết ứng dụng của X?
Trả lời:(HS dựa vào hiện tượng thí nghiệm và vận dụng kiến thức tính chất không duy trì
sự cháy của carbon dioxide để nêu ứng dụng)
Qua thí nghiệm trên, hình thành cho HS kiến thức về tính chất không duy trì sự cháy, điều chế, ứng dụng của carbon dioxide và NLTN
Ví dụ 2 Khi nghiên cứu tính chất vật lí của oxygen trong chủ đề“Oxygen - Ozone”
V yêu cầu HS hãy đề xuất dụng cụ, hóa chất và cách tiến hành thí nghiệm“Thành phần phần trăm oxygen trong không khí”
HS: đề xuất dụng cụ và hóa chất gồm: (Ngọn nến, một đĩa đầy nước màu, dung dịch kiềm, cốc thuỷ tinh và bật lửa) và nêu cách tiến hành TNTT về phần trăm của oxygen trong không khí
HS lập kế hoạch thực nghiệm, tiến hành thí nghiệm: Đặt một ngọn nến đang phát sáng vào một đĩa đầy nước màu có pha dung dịch kiềm, dùng cốc thủy tinh để đậy úp lên ngọn nến Sau một thời gian ngắn, ngọn nến sẽ tắt và nước màu sẽ tràn vào cốc HS quan sát và giải thích hiện tượng, so sánh thể tích nước tràn vào với thể tích cốc thủy tinh
Hình 2 Úp cốc thủy tinh lên ngọn nến đang cháy ngoài không khí
Trang 6113
HS quan sát, mô tả, giải thích hiện tượng được thể hiện qua TNTT
Ngọn nến cháy sáng trong không khí chứng tỏ trong không khí có chứa khí oxygen Sau khi đậy úp cốc thủy tinh một thời gian, khí oxygen sẽ hết nên ngọn nến sẽ tắt, áp suất khí trong cốc giảm nên nước tràn vào cốc gần 1/5 thể tích cốc, chứng minh oxygen chiếm 1/5 thể tích
không khí
NL xử lí thông tin thu được từ kết quả TN: Qua thí nghiệm trên, hình thành kiến thức về oxygen là thành phần duy trì sự cháy, chiếm 1/5 thể tích không khí và phát triển NLTN cho HS Ngoài ra, HS vận dụng vào thực tiễn như khi tắt ngọn lửa đèn cồn, ta chỉ cần đậy úp nắp đèn cồn lại
Khi V sử dụng TNTT để nghiên cứu bài học mới, HS đề xuất, tiến hành và giải thích hiện tượng TN, cùng thảo luận để trả lời câu hỏi của V Nhờ vậy, HS sẽ dễ dàng tiếp thu các kiến thức mới và phát hiện các nội dung kiến thức hóa học được ứng dụng trong các vấn đề thực tiễn
từ đó phát triển NLTN cho HS
2.3.2 Sử dụng thí nghiệm thực tiễn trong các giờ học luyện tập, ôn tập
Những giờ luyện tập, ôn tập không chỉ củng cố các kiến thức đã học mà còn rèn luyện kĩ năng, vận dụng những điều đã học để giải quyết những vấn đề trong thực tiễn và học tập TNTT
có thể dùng để minh họa, khắc sâu, mở rộng kiến thức đã học Nhờ vậy, HS sẽ dễ dàng nhận ra mối liên hệ giữa kiến thức trong một chương cụ thể
Ví dụ Khi dạy học nội dung luyện tập: “Carbon và hợp chất của carbon”, để giúp HS hiểu
thêm và ghi nhớ dạng toán“CO 2 tác dụng với dung dịch kiềm” và mở rộng ứng dụng của CO2,
V cho HS làm thí nghiệm “Nước vôi trong tác dụng với nước giải khát 7Up”
HS đề xuất hóa chất, dụng cụ (chai nước Seven Up, dung dịch nước vôi trong, cốc) và phương
án TN
Đổ từ từ đến dư nước giải khát 7Up vào li chứa dung dịch nước vôi trong HS quan sát và trả lời các câu hỏi sau:
Câu 1: Hiện tượng xảy ra khi cho từ từ đến dư nước giải khát 7Up vào dung dịch nước vôi trong? Trả lời: Khi cho nước giải khát 7Up vào dung dịch nước vôi trong, ban đầu có vẩn đục
trắng, sau đó dung dịch lại trong suốt
Hình 3 Thí nghiệm nước vôi trong gặp nước giải khát 7Up
Câu 2: Từ hiện tượng TN trên, hãy cho biết trong nước giải khát 7Up có chất gì (chất A) làm
cho dung dịch nước vôi trong bị vẩn đục?
HS quan sát mô tả, giải thích hiện tượng được thể hiện qua TNTT về tính chất hóa học của carbon dioxide tác dụng với dd kiềm và ứng dụng của carbon dioxide để dự đoán được chất có trong nước giải khát 7Up gây ra hiện tượng thí nghiệm)
Trong nước giải khát 7Up có khí CO2
Trang 7114
Câu 3: Viết các PTHH của các phản ứng xảy ra? Từ hiện tượng TN em có nhận xét gì về
sự biến đổi của lượng chất kết tủa theo lượng chất A thổi vào dung dịch nước vôi trong
Trả lời: HS vận dụng kiến thức về tính chất hóa học của carbon dioxide tác dụng với dung dịch kiềm và tính chất hóa học của muối carbonate để trả lời
Khi cho nước giải khát 7Up vào cốc dung dịch nước vôi trong, lúc đầu nước vôi bị vẩn đục, vì: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓trắng + H2O
Nếu nước giải khát 7Up được cho tiếp đến dư thì kết tủa sẽ bị hòa tan, do đã xảy ra phản ứng sau: CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2
Thông qua thí nghiệm này, V gợi ý cho HS phân tích hiện tượng:
- Khi CO2 thiếu sẽ có hiện tượng gì xảy ra? Tạo ra sản phẩm muối gì?
- Khi CO2 dư sẽ có hiện tượng gì xảy ra? Tạo ra sản phẩm muối gì?
Thí nghiệm trên đã giúp HS phát triển và rèn luyện các NLTN về phản ứng giữa CO2 và dung dịch kiềm, phát hiện và hiểu rõ ứng dụng của CO2 trong sản xuất nước giải khát có gas
2.3.3 Sử dụng thí nghiệm thực tiễn trong các giờ thực hành, ngoại khóa, các dự án học tập
Các TN thường được tổ chức trong giờ thực hành, ngoại khóa, dự án học tập nhằm củng cố kiến thức về kĩ năng, rèn luyện NLTN và phẩm chất chăm chỉ cho HS V khuyến khích các
em lựa chọn các TNTT cuộc sống nhằm rèn luyện kiến thức và kĩ năng thực hành TN, phát huy khả năng liên hệ thực tế, VDKT để phát hiện và giải quyết các vấn đề trong thực tiễn, từ đó góp phần hình thành và phát triển NLTN và NL VDKT cho HS
Ví dụ 1 Trong bài thực hành “Tính chất của oxygen và sulfur”, khi thực hiện các thí
nghiệm kiểm chứng tính oxygen hóa của đơn chất oxygen và tính khử của đơn chất sulfur thay
vì HS sử dụng các bình oxygen V đã điều chế sẵn, V nên khuyến khích HS “Điều chế oxygen từ nước oxy già”kết hợp thử tính chất oxygen vừa sinh ra
Hình 4 Điều chế oxygen từ nước oxy già và thử tính chất của oxygen
(Nguồn: https://opcpharma.com/san-pham/dung-ngoai/oxy-gia.html)
Với những TN đơn giản trong bài thực hành, HS có thể đề xuất cải tiến TN, sử dụng hóa chất, dụng cụ gần gũi trong cuộc sống để thay thế mà vẫn đảm bảo an toàn thành công
NL xác định vấn đề và đề xuất phương án thực nghiệm từ TNTT
Qua TN này, HS phát triển được NL xác định vấn đề và đề xuất phương án thực nghiệm từ
TN thực tiễn thể hiện trong việc chọn hóa chất, sắp xếp thứ tự các thao tác tiến hành sao cho oxygen sinh ra không bị thất thoát mà phải được thử tính chất ngay
Phát triển NL lập kế hoạch thực nghiệm, tiến hành TN và NL quan sát, mô tả, giải thích hiện tượng: vận dụng kiến thức về thành phần của nước oxygen già là chất giàu oxygen và kém bền để điều chế oxygen đơn giản và nhanh chóng; định hướng kiến thức tính chất duy trì sự cháy của oxygen để vận dụng nhận biết khí oxygen sinh ra, kết hợp vận dụng kiến thức tính
Trang 8115
oxygen hóa của oxygen và tính khử của đơn chất sulfur để thực hiện TN Ngoài ra, HS còn có thể phát triển NL xử lí thông tin thu được từ kết quả TN: giải thích vì sao nước oxygen già được dùng để rửa vết thương ứng dụng trong y tế
Ví dụ 2 Với dự án “Bình chữa cháy mini” hoặc “Bình lọc nước”, V hướng dẫn cho HS
vận dụng kiến thức hóa học tính chất hấp phụ của carbon (than hoạt tính), tính chất không duy trì sự cháy của carbon dioxide, cách điều chế carbon dioxide, tính chất hóa học của muối
carbonat trong chủ đề “Carbon và hợp chất”để chế tạo các vật dụng trên từ những vật liệu quen
thuộc trong cuộc sống V tổ chức cho học sinh thực hiện TNTT và đánh giá kết quả sản phẩm
dự án Từ đó không những phát triển cho HS NL xác định vấn đề và đề xuất phương án thực nghiệm từ TNTT thuộc các lĩnh vực khác nhau như sức khỏe, phòng cháy chữa cháy,… mà còn phát triển Phát triển NL lập kế hoạch thực nghiệm và tiến hành TN trong việc lựa chọn phương
án thiết kế, thi công sản phẩm bình lọc nước, bình chữa cháy mini từ các vật dụng quen thuộc sao cho đảm bảo thực hiện thành công, hiệu quả và có tính thẩm mĩ
Hình 5 Sản phẩm bình lọc nước và bình chữa cháy mini
2.3.4 Sử dụng thí nghiệm thực tiễn trong kiểm tra, đánh giá
V có thể lồng ghép các TN hóa học gắn với thực tiễn dưới dạng các bài tập hóa học để sử dụng trong các bài kiểm tra đánh giá Qua đó, rèn luyện kiến thức về kĩ năng thực hành TN từ
đó hình thành và phát triển NLTN cho HS, giúp HS yêu thích và hứng thú môn Hóa học hơn
Ví dụ 1 Sau khi dạy học nội dung “II-nước Javel, clorua vôi, muối clorat Bài 32 Hợp
chất có oxygen của chlor”, V có thể sử dụng những câu hỏi sau để đánh giá sự phát triển
NLTN thông qua việc xác định vấn đề và hiểu rõ kiến thức/kĩ năng hóa học được ứng dụng trong cuộc sống từ đó đề xuất phương án thực nghiệm từ TNTT và giải thích hiện tượng TNTT
Câu 1: Khi cho từ từ nước giải khát Sting vào cốc nước Javel thấy Sting bị mất màu Chất nào có trong nước Javel gây ra hiện tượng mất màu trên? (HS vận dụng kiến thức về thành phần, tính chất của nước Javel)
Câu 2: Kinh nghiệm khi sử dụng nước Javel trong cuộc sống hàng ngày là: (HS vận dụng
kiến thức về tính chất của nước Javel, PTHH CO2 + NaClO + H2O → NaHCO3 + HClO để lựa chọn cách sử dụng hợp lí)
A đeo găng tay cao su, không pha nước Javel với nước nóng, giữ trong bình kín, tránh ánh
sáng mặt trời và hơi nóng
B pha Javel với nước nóng, không nên ngâm quần áo trước để tránh mục vải
C không pha Javel với nước nóng, dùng càng nhiều càng tốt để tăng hiệu quả giặt tẩy
D giữ trong bình kín, tránh ánh nắng mặt trời và hơi nóng
Ví dụ 2 Bài tập đánh giá NLTN về muối amonium được ứng dụng trong thực phẩm như
thế nào V đưa ra tình huống sau:công dụng của bột khai trong ngành làm bánh là gì?
Trang 9116
HS xác định vấn đề về công dụng của bột khai và đề xuất câu hỏi nghiên cứu
Vì sao gọi là bột khai? Công thức hóa học của bột khai là gì? Bột khai có tên gọi nào khác? Cho lượng bột khai vào bánh với hàm lượng bao nhiêu là đủ? Phản ứng hóa học xảy ra khi rán bánh quẩy hoặc hấp bánh bao có sử dụng bột khai? Có thể thay thế bột khai bằng gì?
Hình 6 Mẫu bánh quẩy và bánh bao (Nguồn https://www.cooky.vn/blog)
NL phân tích vấn đề và giải thích hiện tượng: Bột khai có dạng bột khô, màu trắng đục, có
mùi khai đặc trưng và điển hình Bột khai cũng là một hợp chất hóa học, có thể tự phân hủy ở không khí và tạo ra khí carbon dioxyde, nước cũng như ammonia
Xác định công thức hóa học: NH4HCO3 Tên gọi: (baking ammonia, ammonium bicarbonate)
HS ứng dụng vào làm bánh quẩy hoặc bánh bao: Xác định hàm lượng khi tiến hành làm bánh: Với 1 kg bột mì bạn chỉ cần dùng 5 - 50 g bột khai, khi sử dụng cần pha loãng với nước theo tỉ lệ 1:5 tương ứng với 1 phần bột khai với 5 phần chất lỏng Nếu sử dụng đúng cách và đúng liều lượng sẽ không gây độc hại cho sức khỏe
Giải thích hiện tượng xảy ra bằng phương trình hoá học của phản ứng:
NH4HCO3 NH3 + CO2 + H2O + NL xử lí thông tin thu được từ kết quả TN và đề xuất phương án TN khác
Có thể thay thế bột khai bằng baking soda và baking powder (muối nở và bột nở)
Bột khai cũng là một chất nở trong làm bánh, tuy không sử dụng phổ biến như bột nở hay muối nở nhưng nếu sử dụng đúng cách và đúng liều lượng sẽ không gây độc hại cho sức khỏe Thông qua câu hỏi và bài tập kiểm tra đánh giá gắn với TNTT sẽ giúp HS phát triển NLTN
2.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại Trường THPT Vân Canh, THPT Trưng Vương, THPT Dân Tộc Nội trú Tỉnh Bình Định; Trường THPT Nguyễn Khuyến và THPT Quang
Trung, Tỉnh ia Laivới 466 HS thông qua các chủ đề: “Oxygen” và “Fluorine - Bromine - Iodine”; “Amoniac và muối amoni” và “Carbon và hợp chất của carbon - hóa học trong vấn đề phòng chống cháy nổ” Kế hoạch giảng dạy được thiết kế có sử dụng các biện pháp phát triển
NLTN thông qua hệ thống TNTT, kết hợp với các phương pháp dạy học tích cực, sử dụng bảng tiêu chí về các mức độ phát triển NLTN, phiếu tự đánh giá phát triển NLTN của HS Để đánh giá kết quả học tập của HS thông qua kết quả của bài kiểm tra được xử lí bằng phương pháp thống kê toán học (Bảng 2)
Trang 10117
Bảng 1 Kết quả đánh giá mức độ phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh
Mức 1: hiểu; Mức 2: vận dụng; Mức 3: lập luận, sáng tạo
Stt Tiêu chí chỉ báo
Đánh giá mức độ
NL
TN1
Xác định dụng cụ,
hóa chất, nội dung
kiến thức, xác định
vấn đề, đề xuất câu
hỏi nghiên cứu
44,12% 41,17% 14,71% 6,76% 31,08% 62,16%
NL
TN2
Đề xuất giả thuyết,
phương án TN; lựa
chọn dụng cụ, hóa
chất
75,00% 25,00% 0,00% 22,97% 21,62% 55,41%
Lập kế hoạch và
thực hiện TN an
toàn, thành công
50,00% 38,24% 11,76% 20,27% 51,35% 28,38% Thực hiện đúng
NLT
N3
Xác định các chi
tiết từ bối cảnh thực
tiễn, tự nhiên 44,12% 33,82% 22,06% 40,54% 39,19% 20,27%
Mô tả những yếu tố
biến đổi được thể
hiện trong thực tiễn
cuộc sống hằng
ngày
45,59% 42,65% 11,76% 13,51% 56,76% 29,73%
Viết phương trình
hóa học giải thích
được hiện tượng
TN
23,53% 42,65% 33,82% 8,11% 50% 41,89%
NLT
N4
Xử lí được số liệu
thu được từ đồ thị,
biểu đồ (có thể
thực hiện các phép
tính toán cần thiết)
32,35% 48,53% 19,12% 14,86% 55,41% 29,73%
So sánh, phân tích,
rút ra được các kết
luận phù hợp từ
những thông tin TN
thực tiễn
36,76% 52,94% 10,30% 18,92% 55,41% 25,67%
Bảng 1 cho thấy: NLTN của HS STĐ tốt hơn TTĐ Biểu hiện ở phần trăm số HS đạt mức Vận dụng; Lập luận, sáng tạo ở từng tiêu chí chỉ báo của HS STĐ luôn cao hơn TTĐ và ở mức Hiểu thấp hơn Cụ thể như sau: