Đang tải... (xem toàn văn)
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRỮỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC _• • •
PHÙNG NHẬT LINH
sử DỤNG THÍ NGHIỆM Ảo TRONG DẠY HỌC
NỘI DUNG ACID - BASE - pH - OXIDE - MUÓI MÔN KHOA HỌC Tự NHIÊN 8 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG Lực VẬN DỤNG
KIẾN THỨC, KĨ NĂNG ĐÃ HỌC CHO HỌC SINH
LUẬN VĂN THẠC sĩ su PHẠM HÓA HỌC
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHUONG PHÁP DẠY HỌC Bộ MÔN HÓA HỌC
Mã số: 8140212.01
Người hướng dânkhoa học: TS Vũ Thị Thu Hoài
HÀ NỘI - 2024
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện đê tài “ Sử dụng thí nghiêm ảotròn dạy học nội dung “Acid - Base - pH - Oxide - Muôi” môn Khoa học tự nhiên 8 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho học sinh “, luận văn được hoàn thành với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân, cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thây cô, gia đình, bạn bè và các em học sinh.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đên các quý thây, cô giáo của Trường Đại họcGiáo dục, Đại học Quôc gia Hà Nội đã nhiệt tình quan tâm giúp đỡ, trang bị cho tôi những kiến thức chuyên môn cần thiết cũng như truyền cho tôi thêm tình yêu nghề trong suốt hai năm học vừa qua Đó là nền táng vững chắc cho những bài giảng của tôi sau này.
Bên cạnh đó, tôi cũng gửi lại cảm ơn sâu săc đên TS Vũ Thị Thu Hoài đã hướng dẫn tận tình và đầy tâm huyết trong suốt quá trình học tập và hoàn thiện đê tài.
Do thời gian hoàn thành luận văn không được nhiêu, nên tôi cũng còn
Trang 3DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Trang 4MỤC LỤC
LOI CAM ƠN
5 Giả thuyết nghiên cứu 3
6 Nhiệm vụ nghiên cứu 3
7 Phạm vi nghiên cứu 3
8 Phương pháp nghiên cứu 4
8.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận 4
8.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn 4
8.3 Phương pháp thắng kê toán học 4
9 Đóng góp mói của đề tài 4
10 Cấu trúc luận văn 5
CHƯƠNG 1Cơ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN cứu 6
1.1 Tổng quan nghiên cứu vấn đề 6
1.1.1 Tổng quan tình hình các nghiên cứu đã có trên thế giới 6
1.1.2 Tổng quan tình hình nghiên cừu ở Việt Nam 8
1.2 Khái niệm năng lực và năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học 11• ơ ♦ ” • • • CZ7 7 ơ •1.2.1 Khái niệm năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học 11
Trang 51.2.2 Cấu trúc và biểu hiện của năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học 12
1.2.3 Đánh giá sự phát triến năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học 13
1.2.4 Ỷ nghĩa của việc hình thành và phát triển năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng cho học sinh 15
1.3 Sử dụng TN ảo và phưong pháp dạy học sử dụng thí nghiệm theo định hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học 16
1.3.1 Sử dụng thí nghiệm theo pp nghiên cứu 16
1.3.2 Sử dụng thí nghiệm theo pp GQVĐ 17
1.3.3 Sử dụng thí nghiêm hóa học trong dạy học KHTN 8 (nội dung Hóa học) 18
1.3.3.1 Khái niệm về thí nghiệm hóa học 18
1.3.3.2 Vai trò, ỷ nghĩa của thí nghiệm hóa học trong chương trình hóa học phố thông 181.3.3.3 Phân loại thí nghiệm hóa học và phương pháp sử dụng thí nghiệm trongdạy học Khoa học tự nhiên 8 (nội dung Hóa học) 19
I.3.3.4 Thí nghiệm ảo 20
I.3.3.5 Giới thiệu về một số phần mềm và app về thí nghiệm ảo 20
App Chemix by Thỉx 21
1.4 Thực trạng dạy học sử dụng thí nghiêm ảo phát triến năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng cho học sinh trong dạy học Khoa học tự nhiên ờ một số trường THCS 22
1.4.1 Mục đích điều tra 22
1.4.2 Nội dung điều tra 22
1.4.3 Đối tượng điều tra 22
1.4.4 Phương pháp điều tra 23
1.4.5 Kết quả điều tra 23
ỉ.4.5.1 Kết quả khảo sát giáo viên 23
ỉ.4.5.2 Kết quả khảo sát học sinh 31
TIÊU KẾT CHƯƠNG 1 34
CHƯƠNG 2 35
iv
Trang 6sử THÍ NGHIỆM ẢO TRONG DẠY HỌC “ACID - BASE - pH- OXIDE - MUÔI” - KHTN 8 PHÁT TRIỀN NĂNG Lực VẠN DỤNG KIÊN THỨC, KĨ
NĂNG ĐÃ HỌC CHO HỌC SINH 35
2.1 Phân tích nội dung “Acid - Base - pH- Oxide - Muối” - KHTN 8 35
Trong nội dung “Acid - Base - pH- Oxide - Muôi”, phân tính chât hóa học đà đượcdạy kèm theo các thí nghiệm hóa học, việc sử dụng thí nghiệm ảo để đưa vào nội
dung bài học giúp quá trình học tập KHTN diễn ra thuận lợi, tiết kiệm thời gian
chuẩn bị hóa chất và có thể thực hiện thao tác thí nghiệm nhiều lần 35
2.7.7 Mục tiêu dạy học của mạch nội dung kiến “Acid-Base -pH- Oxide -Muối" 352.1.1.1 Acid 35
2.1.1.2 Cấu trúc nội dung kiến thức “Acid - Base - pH- Oxide - Muối" trong
chương trình THCS 43
2.2 Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học
cho học sinh 45
2.2.7 Cấu trúc và biếu hiện của năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng 45
2.2.2 Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng của học
sinh trong dạy học phần “Acid - Base - pH- Oxide - Muối" - KHTN 8 48
2.3 Xây dựng, sủ’ dụng thí nghiệm ảo qua App AR Chemistry Lab nhằm phát
triến năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho học sinh 55
2.3.1 Nguyên tắc xây dựng và quy trình thiết kế thí nghiệm ảo qua App AR
Chemistry Lab định hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng 552.3.2 Quy trình xây dụng thí nghiệm ảo qua App AR Chemistry Lab nhằm phát
triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng 58
2.3.3 Một sấ hóa chất đế xây dựng thí nghiệm ảo qua App AR Chemistry Lab định
hướng phát triển nầng lục vận dụng kiến thức, kĩ năng cho học sinh 612.3.4 Sử dụng thí nghiệm ảo để phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng
cho học sinh trong dạy học 64
2.4 Xây dựng một số kế hoạch bài học minh họa 72«/ • ơ • • • •
2.4.1 Ke hoạch bài học số 1 72
V
Trang 75 Minh hoạ phiếu đánh giá mức độ phát triển đưực năng lực vận dụng kiến
thức kĩ năng đã học 95
2.4.2 Kế hoạch bài học số 2 “Bài 9: Base - Thang pH” (Phụ lục) 95
TIỂU KÉT CHƯƠNG 2 96CHƯƠNG 3 THỤ C NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
3.1.1 Mục đích
3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm
3.2 Đối tượng, địa bàn, nội dung thực nghiêm SU’ phạm 97
3.3 Tiến trình thực nghiệm 98
3.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 98
3.5 Kêt quả thực nghiệm sư phạm và phân tích kêt quả thực nghiệm sư phạm
3.5.1 Kết quả bài kiểm tra 993.5.2 Phân tích kết quả thực nghiêm sư phạm 993.5.3 Kết quả phân tích định tính 105
3.5.3 ỉ Kết quả đánh giá năng lực VDKT, KN của học sinh thông qua phiếu đảnh
giá theo tiêu chí dành cho HS 109Khảo sát số lượng: 109 học sinh 2 lớp thực nghiệm 109Nhận xét: Phân lớn học sinh đã xây dựng được kê hoạch khoa học, chủ động hoàn
thành kế hoạch đầy đủ, hợp lý, nhiều ý kiến sáng tạo (73%), còn rất ít học sinh
không xây dựng được kế hoạch hoặc không thực hiện kê hoạch 110
VI
Trang 8■Sù’ dụng thành thạo phần mềm Ar
Chemistry Lab , thực hành thi nghiệm được tât cả các các thí nghiệm có trong SGKvà giải thích hiện tượng.
■ Sừ dụng thành thạo phần mềm Ar
Chemistry Lab , thực hành thí nghiệm được tất cà các các thí nghiệm có trong SGKvà giải thích hiện tượng, đê xuất thêm các thí nghiệm khác.
TIÉU KÉT CHƯƠNG 3 111
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CÚƯ 114
LIÊN QUAN ĐẾN LUÂN VĂN 114
TÀI LIỆU THAM KHẢO 115
HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM 23
VII
Trang 9•• •
VIII
Trang 11X
Trang 12PHỤ LỤC 25
BÀI 9: BASE 25
Trang 13DANH MỤC CÁC BẢNG
B ảng 1.1 B ảng phương pháp và công cụ đánh giá NLVDKT,KN đã học 13
Bảng 1.2 Đánh giá của thầy/cô về mức độ đạt được năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cùa học sinh 28
Bảng 2.1 Mô tả yêu cầu cần đạt của Acid 35
Bảng 2.2 Mô tả yêu cầu cần đạt của Base 37
Bảng 2.3 Mô tả yêu cầu cần đạt cùa pH 38
Bảng 2.4 Mô tả yêu cầu cần đạt của Oxide 40
Bảng 2.5 Mô tả yêu cầu cần đạt của Muối 41
Bảng 2.6 Mạch nội dung chủ đề” Chất và sự biến đổi của chất” 43
Bảng 2.7 Nội dung kiến thức trong chủ đề “Chất và sự biến đổi của chất” 44
Bảng 2.8 Bảng mô tả cấu trúc và biểu hiện của NL VDKT, KN đã 46
Bảng 2.9 Tiêu chí đánh giá NL VDK.T đã học trong bảng kiểm quan sát của GV 49
Bảng 2.10 Một số tiêu chí đánh giá đồng đẳng 52
Bảng 2.11 Một số tiêu chí HS tự đánh giá sau khi học thực nghiệm 52
Bảng 2.12 Hệ thống thí nghiệm ảo sử dụng trong phần Acid qua app Ar Chemistry Lab 65
Bảng 2.13 Hệ thống thí nghiệm ảo sử dụng trong phần Base 68
Bảng 2.14 Hệ thống thí nghiệm ảo sử dụng trong phần Muối qua appAr Chemistry Lab 70
Bảng 2.15 QR hướng dẫn thao tác thực hành thí nghiệm ảo 72
Bảng 3.1 Đối tượng và địa bàn TNSP 97
Bảng 3.2 Bảng giá trị mức độ ảnh hưởng theo tiêu chí của CohenError! BookmarkBảng 3.3 Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích điểm bàikiểm tra 45 phút của cặp lớp 8C và 8D 99
Bảng 3.4 Thống kê các giá trị các lóp 8C và 8D 99
vi
Trang 14Bảng 3.5 Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích điểm bài kiểm tra 15 phút của cặp lớp 8A và 8B 101
Bảng 3.6 Thông kê các giá trị các lớp 8A và 8B 102
Bảng 3.7 Bảng phân loại kêt quả học tập của HS sau bài kiêm tra 45 phút 103Bảng 3.8 Bảng phân loại kết quả học tập của HS sau bài kiểm tra 15 phút 103Bảng 3.9 Bảng tổng hợp tự đánh giá NLVDKTKN của HS lớp TN2 108Bảng 3.10 Bảng tổng hợp GV đánh giá NLVDKTKN của HS lớp TN2 108Bảng 3.11 Bảng thống kê điếm trung bình năng lực và các tham số đặc
trưng của lớp TN2 (HS tự đánh giá) 109
Bảng 3.12 Bảng thống kê điểm trung bình năng lực và các tham số đặc trưng của lớp TN2 (GV đánh giá) 109
Bảng 3.13 Bảng tổng hợp tự đánh giá NLVDKTKN của HS lớp TN1 110Bảng 3.14 Bảng tổng hợp tự đánh giá NLVDKTKN của HS 1Ó'P TN1 110Bảng 3.15 Bảng thống kê điểm trung bình năng lực và các tham số đặc
trưng cùa lớp TN 1 (HS tự đánh giá) 111Bảng 3.16 Bảng thống kê điếm trung bình năng lực và các tham số đặc
trưng của lớp TN 1 (GV đánh giá) 111
vii
Trang 15tiễn cuộc sống thường được giải quyết 31
Hình 1.11 Mức độ mong muốn những hoạt động trong dạy học KHTN 32
9 \
Hình 1.12 Biêu đô mô tả thực trạng HS được học với TN ào trong môn KHTN 3 2Hình 1.13 Biểu đồ mô tả thực trạng hiệu quà mà CNTT mang lại cho
dạy học KHTN 33Hình 2.1 Cách sử dụng app Ar Chemistry Lab 60Hình 2.2 Các thao tác thực hành thí nghiệm trên app Ar Chemistry Lab 61Hình 2.3 Hình ảnh thực nghiệm của HS sử dụng app AR Chemistry Lab 61Hình 3.1 Biểu đồ biểu diễn tần số xuất hiện và % số HS đạt điểm
Xi trở xuống 100Hình 3.2 Biểu đồ biểu diễn tần số xuất hiện và %sổ HS đạt điểm Xi
trở xuống 102
• • •viii
Trang 16Hình 3.3 Biểu đồ so sánh % HS giỏi, khá TB, yếu, kém của các cặp
lớp TN 8C và ĐC 8D 103
Hình 3.4 Biểu đồ so sánh % HS giỏi, khá TB, yếu, kém của các cặp 104
Hình 3.5 Biểu đồ kết quả tự ĐG NL của HS lớp TN2 112
Hình 3.6 Biểu đồ kết quả GV DGNL của HS lớp TN2 112
Hình 3.7 Biểu đồ kết quả tự ĐG NL của HS lớp TN1 112
Hình 3.8 Biểu đồ kết quả DGNL của HS lớp TN 1 112
Hình 3.9 Biểu đồ mô tả tính kỉ luật trong thực hiện kế hoạch của HS 110
Hình 3.10 Biểu đồ mô tả mức độ học bằng App Chemistry Lab 110
ix
Trang 17MỎ ĐÀU1 Lý do chọn đề tài
Việt Nam đang hướng tới “Đôi mới căn bán, toàn diện giáo dục và đào tạo, nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập Quốc tế’’ Để đáp ứng yêu cầu này, Chương trình giáo dục phổ
thông tổng thề năm 2018 được Bộ Giáo dục và Đào tạo công bố kèm Thông tư số 32/2018/ TT-BGDĐT nêu rõ mục tiêu đổi mới là nâng cao căn bản, hoàn thiện chương trình, chất lượng và hiệu quả, phát triển toàn diện giáo dục phổ thông, về cả kiến thức, kĩ năng và hướng nghiệp cho học sinh [1], Một trong những hướng tiếp cận hiện đại để thực hiện chủ trương đối mới giáo dục là ứng dụng những thành tựu của CNTT trong dạy học, chỉ thị 58- CT/TW của Bộ Chính trị ngày 17/10/2000 đã chỉ rõ nhiệm vụ trọng tâm của ngành giáo dục Đẩy mạnh ứng dụng CNTT trong công tác giáo dục và đào tạo ở mọi cấp học, bậc học và ngành học” Trong lĩnh vực giáo dục thì CNTT đã được ứng dụng bằng cách sử dụng các ứng dụng tiện ích trong công tác quản lý, giảng dạy, học tập qua đó tiết kiệm thời gian, nhân lực và đặc biệt là đạt hiệu quả cao trong dạy học Việc kết hợp CNTT hiện đại với các PPDH đã tạo tiền đề cho sự phát triển cùa các PPDH tích cực, góp phần hướng tới mục tiêu dạy học phát triển năng lực cho HS.
Môn Khoa học tự nhiên là môn học mới được ban hành gần đây và được xây dựng từ nhiều nội dung về Hóa học, Sinh học và Vật lý, khoa học Trái Đất việc liên hệ và liên kết kiến thức cho học sinh giữa các nội dung về Hóa học, Sinh học và Vật lý, khoa học Trái Đất vẫn còn nhiều hạn chế và vẫn còn sự riêng rẽ khi học môn học này Đặc biệt với nội dung Hóa học, việc vận dụng các thí nghiệm để hình thành kiến thức cho bài học còn nhiều khó khăn, đặc biệt là việc tiến hành các thí nghiệm tương đối phức tạp, tốn nhiều thời gian và thực tế phòng thí nghiệm tại các trường học còn sơ sài về hóa chất và
1
Trang 18dụng cụ thí, ví thế việc làm thí nghiệm thật còn nhiều hạn chế Vì thế việc tiến hành các thí nghiệm trong các bài giảng còn nhiều bất cập, chưa hiệu quả Bên cạnh đó ngày nay, việc ứng dụng công nghệ thông tin vào việc giảng dạy đã được phổ biến, các bài giảng điện tử đã được áp dụng thường xuyên, nguồn video thí nghiệm, mô phỏng thí ngiệm rất phong phú, khoa học Do đó, việc ứng dụng thí nghiệm ảo lồng ghép, xen kẽ vào bài giảng rất ưu việt và dễ dàng thực thi, đạt hiệu quả cao trong lĩnh hội kiến thức Cùng với sự phát triến năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng đã học môn khoa học tự nhiên cho học sinh THCS giúp họ hiểu sâu hơn về thế giới xung quanh, phát triển tư duy khoa học, giải quyết vấn đề, rèn luyện kỳ năng quan sát và thực nghiệm, cũng như phát triển kỹ năng ghi chép và trình bày.
Vì thế tác giả chọn đề tài “Sử dụng thí nghiệmảo trong dạy học nội dung Acid-Base - pH-Oxide - Muối môn KHTN 8 nhằm phát triển nănglực vậndụng kiến thức kĩ năngđã học cho học sinh” là một hướng nghiên
cứu cần thiết, thời sự và có ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong việc thực hiện mục tiêu đối mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển NL người học trong giai đoạn hiện nay.
2 Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu, xây dựng và thiết kế thí nghiệm ảo nội dung “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” nhằm phát trển năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học cho HS.
3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: xây dựng và sử dụng thí nghiệm ảo dạy học nội dung “Acid - Base - pH- Oxide - Muối” - KHTN 8 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học cho học sinh.
Khách thể nghiên cứu: Dạy học môn Khoa học tự nhiên 8 ở trường THCS.
4 Câu hỏi nghiên cửu
Thiết kế và tổ chức dạy học sử dụng thí nghiệm ảo nội dung “Acid -
2
Trang 19Base - pH- Oxide - Muối” trong dạy học như thế nào để phát triển được năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho học sinh?
5 Giả thuyết nghiên cứu
Nếu giáo viên thiết kế bài dạy sử dụng thí nghiệm ảo nội dung “Acid - Base - pH- Oxide - Muối” - KHTN 8 phù hợp với mục tiêu bài dạy thì sẽ có tác động tích cực đến kết quà học tập của học sinh và nâng cao hiệu quả môn Khoa học tự nhiên ở trường THCS cùng với sự phát triền năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học.
6 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận có liên quan đến đề tài bao gồm: vai trò thí nghiệm hóa học, thí nghiệm ảo, PPDH tích cực, năng lực và phát triển NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho HS.
- Phân tích chương trình môn Khoa học tự nhiên tập trung vào các thí nghiệm hóa học nội dung “Acid - Base - pH- Oxide - Muối” để xác định nội dung làm căn cứ tuyển chọn và xây dựng hệ thống lý thuyết và thiết kế thí nghiệm ảo.
- Nghiên cứu, xây dựng và sử dụng thí nghiệm hóa học ảo nội dung “Acid - Base - pH- Oxide - Muối” - KHTN 8 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho HS trong dạy học khoa học tự nhiên.
- Thiết kế và tồ chức thực hiện một số kế hoạch dạy học minh họa sử dụng thí nghiệm ảo.
- Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho HS thông qua dạy học nội dung “Acid - Base - pH- Oxide - Muối”.
- Tien hành thực nghiệm sư phạm (TNSP) để đánh giá tính đúng đắn của giả thuyết khoa học và tính phù hợp khả thi của các đề xuất trong luận văn
7 Phạm vi nghiên cún
- Nghiên cứu và áp dụng một số bài dạy học trong chương trình Khoa học tự nhiên 8 sách Cánh Diều ớ nội dung “Acid - Base - pH- Oxide - Muối”.
3
Trang 20- Địa bàn nghiên cứu: HS lớp 8 - Trường THCS Lý Tự Trọng - Thành phố Ninh Bình (Tỉnh Ninh Bình)
- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 3/2023 đến tháng 2/2024
8 Phương pháp nghiên cún
8.ĩ Nhỏm phương phápnghiêncún lí luận
- Nghiên cứu, thu thập các tài liệu về cơ sở lí luận, thực tiễn có liên quan đến đề tài.
- Sử dụng phối hợp các phương pháp phân tích, tống hợp, hệ thống hoá, khái quát hoá, trong việc tổng quan các tài liệu đã thu thập được.
8.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Phương pháp điều tra bằng phiếu hỏi: Điều tra thực trạng việc ứng dụng công nghệ thông tin nhằm phát triển năng vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho học sinh trong học môn Khoa học tự nhiên (nội dung Hóa học).
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành TNSP để đánh giá tính đúng đắn của giả thuyết khoa học và tính phù hợp khả thi của các đề xuất trong luận văn.
8.3.Phương phápthong kêtoán học
Phương pháp thống kê toán học được sừ dụng đề phân tích dữ liệu số, phân tích kế quả thực nghiệm và giúp đưa ra các kết luận từ dữ liệu đó.
9 Đóng góp mói của đề tài
- Xây dựng thí nghiệm ảo nội dung “Acid - Base - pH- Oxide - Muối” (KHTN 8) Đề xuất được các nguyên tắc và quy trình thiết kế thí nghiệm ảo nội dung “Acid - Base - pH- Oxide - Muối” (KHTN8).
- Thiết kế kế hoạch dạy học sử dụng thí nghiệm ảo nội dung “Acid - Base - pH- Oxide - Muối” (KHTN 8) nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho học sinh.
- Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh trong dạy học nội dung “Acid - Base - pH- Oxide - Muối” (KHTN 8).
4
Trang 2110 cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính cùa luận văn được trình bày trong 3 chương:
Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của vấn đề nhằm triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho học sinh.
Chương 2 Sử thí nghiệm ảo trong dạy học “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” - KHTN 8 phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho học sinh.
Chương 3 Thực nghiệm sư phạm.
5
Trang 22CHƯƠNG 1
Cơ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN cúư 1.1 Tổng quan nghiên cứu vấn đề
1.1.1. Tổng quantình hình các nghiên cứu đã cótrên thế giới
* Vể thí nghiệm ảo hóa học
Trên thế giới, có nhiều đề tài đã nghiên cứu về hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học nhàm phát triển NL cho HS Trong bài báo của sw Wachanga và đồng nghiệp, họ đã nghiên cứu tác động của phuơng pháp dạy học thí nghiệm hợp tác trong lớp học đến thành tích học tập hóa học của học sinh trung học ở quận Nakuru, Kenya đã mang đến nhiều tác động tích cực [26] Thí nghiệm hóa học còn giúp HS phát triển tư duy phản biện theo nghiên cứu của tác giả Zhou Qing và cộng sự [32], HS sử dụng thí nghiệm chứng minh hoặc phản biện lại các mâu thuẫn lý thuyết nhằm giải thích các thuyết trong Hóa học.
Trong thời đại CNTT phát triển, thí nghiệm ảo cũng được chú trọng nghiên cứu, đề tài “Xây dựng và thiết kế thí nghiệm Hóa học ảo dựa trên nền tảng OSG” cùa tác giả Zhang Yan-li và cộng sự [31], đã thiết kế và đề xuất các mô hình phân tứ hợp chất, các quá trình phản ứng hóa học và so sánh sự tối ưu của nền tảng thí nghiệm OSG so với một số phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo khác Thí nghiệm ảo đã được các nước trên thế giới sử dụng trong dạy học ngay từ cấp tiểu học Đồ tài “Phòng thí nghiệm ảo với vai trò trực quan hóa đế hiểu rõ hơn về hóa học ở trường tiểu học" của nhóm tác giả người Slovenia - Herga, Natasa Rizman và cộng sự đã thử nghiệm sử dụng thí nghiệm ảo tại 5 trường tiểu học, nghiên cứu cho thấy HS tiếp thu kiến thức tốt hơn khi sử dụng thí nghiệm ảo so với các lớp khoa học không có yếu tố trực quan [27] Nhóm tác giả Voronovich, Roman với đề tài “Thí nghiệm ảo trong các bài học Hóa học: Các khía cạnh lý thuyết và thực tế" nghiên cứu sử dụng các mô phỏng tương tác để tạo điều kiện thuận lợi cho HS trong học tập
6
Trang 23môn khoa học nói chung và hóa học nói riêng Đê tài sử dụng các phương pháp đánh giá khác nhau như quan sát giảng dạy, phỏng vấn giáo viên, thang đo hỏi đáp để khẳng định tính hiệu quả của thí nghiệm ảo có tác động tích cực đến quá trình học tập của HS Bên cạnh đó, công trình “Đánh giá sự khác biệt giữa thí nghiệm hóa học ảo và các thí nghiệm thực hành tương đồng" để so sánh sự giống và khác nhau giữa thí nghiệm áo và thí nghiệm trực quan của tác giả Cory Hensen và cộng sự [21], Đe tài nghiên cứu so sánh thí nghiệm ảo và thí nghiệm thực hành truyền thống, kết quả cho thấy thí nghiệm ảo có khả năng thay thế thí nghiệm truyền thống trogn quá trình dạy học, đồng thời thí nghiệm ảo giúp HS hiểu được cơ chế, bản chất của phản ứng hóa học, HS dễ dàng áp dụng được các kiến thức đã học vào thực tiễn đời sống.
Từ các nghiên cứu trên, có thế thấy nhiều hệ thống giáo dục của các nước trên thế giới đã sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học để hướng tới việc giáo dục người học có khả năng làm chủ kiến thức và vận dụng kiến thức vào thực tế.
* về năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học
Hiện nay, trong việc phát triển chương trình giáo dục thì phát triển năng lực (NL) cho HS được xem là một trong những quan điểm giáo dục chủ đạo và là vấn đề được quan tâm đặc biệt của hàu hết các nước trên thế giới Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra được các yếu tố tác động, từ đó đề ra chiến lược và mô hình phát triển NL cho HS.
NL được đánh giá thông qua mối quan hệ đồng đẳng, hạnh kiểm, học lực, khả năng tham gia các hoạt động trong nhà trường Wenger, E (1999), “Communities of practice: Learning, meaning and identity’’, cho rang yeu to quyết định sự phát triển NL cùa HS chính là khả năng tham gia tích cực vào thực hành [30], Vygotsky, L s (1993), “The collected works of L s Vygotsky”, đã nhấn mạnh bản chất của việc học tập vốn là được trải nghiệm vào một môi trường văn hóa cụ thể Mỗi một môi trường, người học sẽ phải
Trang 24thích nghi, hình thành các chuẩn, hành vi, kỳ năng, niềm tin, ngôn ngữ, thái độ phù hợp với bối cảnh [28] Ministry of National Education (2012), “School Education in France”, chương trình giáo dục Pháp chỉ rõ mục tiêu của giáo dục bắt buộc là phải đảm bào ít nhất cung cấp cho từng HS những công cụ cần thiết để làm chủ một nền tảng chung, bao gồm tổng thể các kiến thức và NL không thể thiếu để thành công trong quá trình học trong nhà trường, tiếp tục quá trình học tập, tạo dựng tương lai nghề nghiệp và đạt được thành công trong cuộc sống [24], Department for Education (2013), “The national curriculum in England”, chương trình giáo dục Anh hướng tới nhiệm
vụ trọng tâm là phát triền đầy đủ (NL trí tuệ, NL tinh thần, NL đạo đức, NL xã hội, NL văn hóa, NL thể chất) để HS có trải nghiệm, hình thành kinh nghiệm và tạo ra các cơ hội cho tương lai [22].
1.1.2.Tổngquan tình hìnhnghiên cứu ở Việt Nam.
Ở trong nước, một số công trình nghiên cứu của các tác già liên quan đến vấn đề tuyển chọn, xây dựng, và sử dụng các TNHH trong quá trình DHHH đã công bố gồm các sách, tạp chí, bài báo như:
Cuốn sách “Thí nghiệm thực hành - Phương pháp dạy học hóa học tập III” của GS TSKH Nguyễn Cương [5] và đồng tác giả đã đưa ra các yêu cầu, nội dung, phương pháp thí nghiệm thực hành trong DHHH Tài liệu cũng trình bày kĩ thuật và phương pháp tiến hành một số TNHH ở THCS và THPT Tuy nhiên, các TNHH trong cuốn sách được xây dựng chỉ nhằm mục đích phát triển NL thực hành TNHH cho HS, chưa có sự liên kết với các kiến thức
thực tiễn để phát triển NL VDKT, KN đã học cho HS.
* về thí nghiệm hóa học
Tác giả Phạm Văn Hoan, Hoàng Đình Xuân (2016) với đề tài “Phát triển cho học sinh năng lực vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề thông qua việc sử dụng thí nghiệm Hóa học hữu cơ” [11] đã nghiên cứu và sử dụng có hiệu quả các TNHH nhằm góp phần phát triển cho HS THPT năng lực vận
8
Trang 25dụng kiến thức để giải quyết các vấn 6 đề Bài viết trình bày việc sử dụng một số thí nghiệm đòi hỏi HS phải có khả năng tư duy, vận dụng sáng tạo và linh hoạt kiến thức đã học.
Đề tài “Phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh thông qua dạy học thí nghiệm chưorng Este - Lipit Hóa học 12 trung học phổ thông” của tác giả Đình Mộng Thảo đã nghiên cứu, lựa chọn, xây dựng các thí nghiệm hóa học chương Este - Lipit với mục đích phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho HS Kết quả của đề tài cho thấy thí nghiệm hóa học góp phần chủ yếu và quan trọng trong việc phát triển NL thực nghiệm cho HS [18]
Nhằm phát triển năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên là một trong những NL chuyên biệt cần phát triển cho HS, các tác giã Nguyễn Hoàng Huy, Phan Đồng Châu Thủy đã nghiên cứu giới thiệu qui trình thành lập câu lạc bộ hóa học, các nguyên tắc, qui trình thiết kế và các bài thực hành thí nghiệm cho câu lạc bộ với đề tài “Thiết kế và sử dụng các thí nghiệm cho câu lạc bộ Hóa học nhằm phát triển năng lực tìm hiểu thế giới t nhiên cho học sinh lóp 10 trường THPT Ngô Quyền, thành phố Hồ Chí Minh” Bên cạnh đó, các tác giả còn
đo kèm theo các công cụ đánh giá nhằm đánh giá năng lựctìm hiểu thế giới tự nhiên của HS [14]
Đặc biệt đã có một đề tài nghiên cứu cấp nhà nước do Đại học Quốc gia Hà Nội chủ trì đề xây dựng 24 thí nghiệm ảo cho các môn học Vật lí, Hóa học và Sinh học Các thí nghiệm có dao diện đẹp, thân thiện với người sử dụng và thao tác tương đối đơn giản, tương thích với các công cụ tạo bài giảng E- learing nên được đưa vào sử dụng phổ biến trong giảng dạy Hơn nữa, thời gian gần đây cũng có một số nghiên cứu về phương pháp luận và công cụ phần mềm liên quan đến thí nghiệm ảo như nghiên cứu của tác giả Nguyễn Thị Hương Dung với đề tài “ứng dụng phần mềm Crocodile thiết kế mô hình thí nghiệm ảo trong dạy thực hành thi nghiệm Hóa học" [8] đã thiết kế thí nghiệm ảo nhằm góp phần cải cách dạy học theo hướng tích cực, tạo cơ xây dựng thang
9
Trang 26hội cho HS thể hiện sự chủ động, sáng tạo của mình, tránh các sai sót nhầm lẫn về thao tác hay hóa chất trong quá trình thực hiện thí nghiệm thực tế.
* về năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học
Tại Việt Nam, tháng 12 năm 2018, Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành chương trình giáo dục phố thông tổng thể [1], trong đó đã xác định những phẩm chất và NL cốt lõi cần hình thành và phát triển cho HS bao gồm ba NL chung (NL tự chủ và tự học, NL giao tiếp và hợp tác, NL giải quyết vấn đề và sáng tạo) và các NL đặc thù (NL ngôn ngữ, NL tính toán, NL tìm hiếu tự nhiên và xã hội, NL công nghệ, NL tin học, NL thẩm mĩ, NL thể chất).
Với môn Khoa học tự nhiên, NL đặc thù cần hình thành là NL khoa học tự nhiên (gồm NL nhận thức khoa học tự nhiên, NL tìm hiểu thế giới tự nhiên, NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học) [3], Như vậy, NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học (NLVDKTKNĐH) được đưa ra và xác định là một trong ba mục tiêu cần đạt về NL của môn Khoa học tự nhiên Đây là một NL tương đối mới nên đa phần đã và đang được nghiên cứu trong các khóa luận tốt nghiệp, luận văn thạc sĩ và luận án tiến sĩ ở các trường đại học.
Bên cạnh đó, cũng đã có một sô công trình nghiên cứu khoa học vê việc phát triển NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho HS trong giảng dạy được đăng trên các tạp chí khoa học như: tác giả Trần Thị Kim Cúc với bài báo ‘ ‘Phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho học sinh thông qua dạy học trải nghiệm môn Tự nhiên và Xã hội” (đăng trên Tạp chí
Khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Tập 3, số 66, năm 2021, trang 55-62) đã đề cập đến việc phát triển NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho HS thông qua dạy học trải nghiệm môn Tự nhiên và Xã hội ở tiểu học nhằm đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục hiện nay Bài báo đã nêu ra được định nghĩa NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học, yêu cầu cần đạt về NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học của môn Tự nhiên và Xã hội và ý nghĩa của NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học trong môn Tự nhiên và Xã hội đối với
10
Trang 27HS tiếu học Cùng nghiên cứu về phát triển NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho HS, trên Tạp chí Thiết bị Giáo dục Tập 1, số 12, năm 2021, trang 11-13 có bài báo “Phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho học sinh thông qua hệ thống bài tập tiếp cận PISA trong dạy học phần phi kim lớp 11’’ của nhóm tác già Trần Thị Diệu Phương và Trần Trung Ninh
Trong các nghiên cứu kể trên, các tác giả đều đã đề xuất được một số phương pháp dạy học (PPDH) nhàm phát triển NL nói chung và NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học nói riêng, đồng thời đề xuất một số phương pháp (PP) đánh giá để đánh giá NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho HS như: pp đánh giá qua quan sát, pp hởi - đáp, pp kiểm tra viết, pp đánh giá sản phẩm học tập, pp đánh giá hồ sơ học tập.
Như vậy, có thể thấy việc nghiên cứu NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học là tương đối mới, cần tiếp tục mở rộng nghiên cứu Đồng thời để đáp ứng nhu cầu đổi mới giáo dục, phát triển NL cho HS và phổ cập chương trình giáo dục phổ thông mới 2018, rất cần thiết đưa ra các biện pháp nhằm phát triển NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học và xây dựng các tiêu chí đánh giá về NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học ứng với mỗi nội dung chương trình trong dạy học hóa học.
1.2 Khái niệm năng lực và năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học
1.2.1 Khái niệmnăng lực vậndụng kiến thức, kĩ năngđã học
Theo [4] năng lực VDKT, KN là khả năng của bản thân người học có thể vận dụng tống họp kiến, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí, thái độ, để giải quyết những vấn đề đặt ra trong thực tiễn học tập, đời sống một cách có hiệu quả.
Từ các nghiên cứu trên, theo chúng tôi NLVDKTKN của HS là khả năng vận dụng được kiến thức, kĩ năng đã có vào một số tĩnh huống cụ thê trong học tập và thực tiễn, mô tả, dự đoán, giải thích hiện tượng, giải quyết các vẩn đề một cách khoa học.
11
Trang 281.2.2 Cấutrúc và biểu hiện cua nănglựcvận dụngkiến thức, kĩnăng đãhọc
Tác giả Nguyễn Thị Dung [9, tr 25] đã đưa ra cấu trúc của NL VDKT, KN đã học bao gồm 5 NL thành phần và 12 tiêu chí biểu hiện được mô tà:
(1) NL phát hiện vấn đềhọc tập,vấn đề thực tiễn cần giảiquyết
- Xác định được vấn đề cần giải quyết như vấn đề học tập, hiện tượng tự nhiên, ứng dụng hóa học thực tiễn.
- Phân tích, làm rõ được nội dung của vấn đề càn giải quyết: liệt kê được những mâu thuẫn phát sinh từ vấn đề, đề xuất được câu hỏi có vấn đề.
(2)NL huy độngvà sửdụng kiến thức, kĩ năng liênquan để giải quyếtvấnđề học tập,vấn đềthực tiễn.
- Xác định được các kiến thức có liên quan đến vấn đề học tập, hiện tượng tự nhiên, ứng dụng hóa học trong thực tiễn.
- Thiết lập được mối quan hệ giữa kiến thức đã biết hoặc kiến thức cần tìm hiểu với vấn đề học tập, vấn đề thực tiễn.
- Thu thập, lựa chọn, sắp xếp những nội dung kiến thức có liên quan một cách logic, khoa học.
- Điều tra, khảo sát thực tế, làm thí nghiệm, để nghiên cứu sâu vấn đề thực tiễn.
- Giải thích được một số hiện tượng tự nhiên, ứng dụng của hóa học trong cuộc sống, giải quyết được vấn đề thực tiễn dựa trên kiến thức kĩ năng đã học, đã khám phá.
(3)NL phản biện,đánh giá ảnh hưởngcủa một vấn đề thực tiễn và đề xuất phương pháp,biện pháp, môhình giảiquyết vấn đềđó.
- Đưa ra những nhận xét, đánh giá ảnh hưởng của một vấn đề thực tiền dưới góc độ hóa học và liên môn.
- Đe xuất một sổ phương pháp, biện pháp mới, thiết kế mô hình kế hoạch, giải quyết vấn đề.
- Lựa chọn được phương pháp, biện pháp, mô hình giải quyết vấn đề
12
Trang 29thực tiễn.
(4) NLđịnh hướng nghề nghiệp sau khi tốt nghiệp.
- Xác định và tìm được mối liên hệ giữa nội dung kiến thức, kỹ năng được ứng dụng vào các lĩnh vực, ngành, nghề nào trong cuộc sống.
(5)NL úng xử cửa bản thân trước nhũng tĩnhhuốngliênquan đếnbăn thân, giađình,cộng đồng và sự phát triếnbền vũngcủa xã hội.
- Đề xuất được cách ứng xử thích hợp trong các tình huống có liên quan đến vấn đề sức khỏe của bản thân, gia đình và cộng đồng phù hợp với yêu cầu phát triển bền vừng xã hội và bảo vệ môi trường.
1.2.3. Đánh giá sụ’phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năngđã học
Theo [6] [9], đánh giá NL của HS được thực hiện bằng một số pp vàcông cụ sau:
Bảng 1.1 Bảng phương pháp và công cụ đánh giá NLVDKT,KN đã học.
Phương pháp
đánh giá năng lực
Công cụ đánh giá
Đánh giá qua quan sát
Đánh giá thông qua quan sát là một hình thức ĐG quan trọng mà ở đó thông qua quan sát GV ĐG được các thao tác, động cơ, hành vi, hành động, kĩ năng thực hành và kĩ năng nhận thức của HS trong suốt quá trình DH Các quan sát có thề là: quan sát thái độ trong giờ học, tinh thần xây dựng bài, thái độ trong hoạt động nhóm, kì năng trình bày của HS, quan sát HS thực hiện các dự án
(DA) trong lóp học, quan sát các thao tác khi HS làm thí nghiệm Để ĐG HS thông qua quan sát, GV cần xây dựng bảng kiềm quan sát hoặc phiếu quan sát có mục
tiêu, nội dung cụ thể.
Hồ sơ học tập (HSHT) là các bài KT, bài thực hành, săn
13
Trang 30Đánh giá qua hồ sơ học tập
phẩm học tập của HS Thông qua HSHT, HS tự ĐG về băn thân để thấy rõ mặt mạnh, yếu, sở thích, năng khiếu của mình, tự ghi kết quả trong suốt quá trình học tập sau đó đối chiếu với mục tiêu đã đề ra để nhận thấy sự tiến bộ hoặc chưa tiến bộ của mình để tìm hiểu nguyên nhân
và cách khắc phục trong thời gian tới.
Tự đánh giá
Tự ĐG là một hình thức ĐG mà HS tự liên hệ phần nhiệm vụ mà mình đã thực hiện được với các mục tiêu • • • s 3 •của quá trình học Thông qua tự ĐG, HS sẽ học cách ĐG các nồ lực và tiến bộ cá nhân, nhìn lại quá trình học tập mình đã trải qua và phát hiện những điều cần thay đổi để hoàn thiện bản thân •
Đánh giá đồng đẳng
Đánh giá đồng đẳng là một hình thức ĐG trong đó các nhóm HS cùng nhóm tuổi hoặc cùng lớp sẽ ĐG công việc lần nhau dựa theo tiêu chí đã định sẵn HS phải tự • • • 1 •ĐG công việc của nhau nên sẽ học được cách áp dụng các tiêu chí ĐG một cách khách quan qua đó phản ánh NL cùa người ĐG về sự công bằng, trung thực, linh hoạt, trí tưởng tượng, sự đồng cảm,
Đánh giá thông qua bài kiểm tra
Đánh giá thông qua bài kiếm tra là hình thức ĐG hiện đang được áp dụng phổ biến ở các trường phổ thông tại Việt Nam Người dạy có the ĐG người học thông qua các bài kiểm tra 15 phút hoặc 45 phút Có thể sử dụng hình thức trắc nghiệm tự luận (TL) hoặc trắc nghiệm khách quan (TNKQ) hoặc kết hợp cá hai để ĐG kiến thức, kĩ năng và NL của HS Khi ĐG, dựa vào các bài kiểm tra, người dạy không chì căn cứ vào nội dung khoa
14
Trang 31học mà còn phải ĐG về cách trình bày, diễn đạt, bố cục bài, Thông qua bài kiểm tra, GV ĐG được NLVDKT, kĩ năng ở các mức độ nhận biết, thông hiểu, vận dụng và
vận dụng cao của HS.
Trong đê tài này, tôi sẽ xây dựng bộ công cụ đánh giá NL VDKT, KN đã học cho học sinh gồm: phiếu đánh giá theo tiêu chí NL VDKT, KN đã học và các bài kiểm tra.
1.2.4 Y nghĩa của việc hình thành và phát triênnăng lực vận dụng kiênthứckĩnăng cho học sinh.
Trong quá trình giáo dục, việc hình thành và phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng cho học sinh trong môn Khoa học tự nhiên đóng vai trò quan trọng để chắp cánh cho sự thành công và phát triển của họ trong tương lai Kỳ năng vận dụng kiến thức không chỉ giúp học sinh hiểu sâu về các khái niệm khoa học mà còn giúp họ áp dụng và sử dụng kiến thức đó vào các tình huống thực tể.
Một trong những ý nghĩa quan trọng của việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng cho học sinh trong môn Khoa học tự nhiên là khuyến khích sự tư duy sáng tạo và phát triền khả năng giải quyết vấn đề Khi học sinh có khả năng áp dụng kiến thức khoa học vào thực tế, họ trở nên linh hoạt và sáng tạo trong việc tìm ra giải pháp cho các vấn đề phức tạp Điều này là cực kỳ quan trọng trong thế giới ngày nay, nơi mà khả năng giải quyết vấn đề và tư duy sáng tạo là yếu tố quyết định sự thành công trong học tập và công việc.
Việc vận dụng kiến thức và kỹ năng trong môn Khoa học tự nhiên cũng giúp học sinh phát triển khả năng quan sát, phân tích và suy luận Khi họ thực hiện các thí nghiệm hoặc giải quyết các vấn đề khoa học, học sinh cần phảiquan sát và thu thập dữ liệu, phân tích thông tin và đưa ra những suy luận logic Những kỳ năng này không chỉ hỗ trợ họ trong môn Khoa học tự nhiên mà còn có thể áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác trong cuộc sống.
15
Trang 32Ngoài ra, việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng trong môn Khoa học tự nhiên còn giúp học sinh trở nên thông minh về khoa học và công nghệ Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, việc hiểu biết về các khái niệm khoa học cơ bản và khả năng áp dụng chúng là cần thiết để học sinh có thể thích ứng và tham gia vào xã hội hiện đại Hơn nữa, việc phát triển khả năng vận dụng kiến thức và kỳ năng trong môn Khoa học tự nhiên cũng mở ra cánh cửa cho các cơ hội nghề nghiệp trong các lĩnh vực
liên quan đến khoa học và công nghệ.
Trong kết luận, việc hình thành và phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỳ năng cho học sinh trong môn Khoa học tự nhiên mang ỷ nghĩa to lớn đối với sự phát triền toàn diện của học sinh Nó khuyến khích sự sáng tạo, khả nãng giải quyết vấn đề, phát triển tư duy logic và phân tích Bên cạnh đó, nó cung cấp cho học sinh những kiến thức và kỹ năng cần thiết để hiểu và tham gia vào thế giới khoa học và công nghệ ngày nay Việc vận dụng kiến thức và kỹ năng trong môn Khoa học tự nhiên không chì hỗ trợ học sinh trong quá trình học tập mà còn chuẩn bị cho họ một tương lai thành công và mang lại nhiều cơ hội nghề nghiệp trong các lĩnh vực liên quan đến khoa học và công nghệ.
1.3 Sử dụng TN ảo và phương pháp dạy học sử dụng thí nghiệm theo định hưóng phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học.
Bối cảnh phát triển kinh tế - xã hội của đất nước và quốc tế đang đặt ra những yêu cầu đổi mới giáo dục trong đó đổi mới PPDH là hết sức quan trọng Sự đổi mới PPDH cũng như các môn khoa học khác đều hướng đến việc phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong nhận thức của người học Dạy học khoa học tự nhiên chú trọng đến việc phát huy tính tích cực, chủ động, độc lập, sáng tạo của học sinh, coi HS là chủ thể của quá trình dạy học.
1.3.1 Sửdụngthí nghiêm theo pp nghiêncứu.
* Khái niệm và đặc điểm
Theo [13] [15] pp nghiên cứu thông qua TN nghĩa là HS sẽ trực tiếp tác động vào đối tượng nghiên cứu, đưa ra giả thuyết khoa học, dự đoán đưa ra
16
Trang 33giải pháp GQVĐ băng các quy trình TN và lập kê hoạch giải quyêt ứng với từng giả thuyết.
Khi SŨ dụng pp nghiên cứu TN sẽ kích thích tư duy khám phá, phát huy được sự sáng tạo của HS Hơn nữa, pp này còn giúp HS hình thành các kĩ năng nghiên cứu khoa học Tuy nhiên, pp này đòi hỏi HS cần có kiến thức nền tốt, có khả năng liên hệ kiến thức đã học với kiến thức mới.
* Quy trình dạy học bằng pp nghiên cứu TN
Bước 1: Nêu vấn đề nghiên cứu
Bước 2: Đưa ra các giả thuyết khoa học, đề xuất các quy trình TN phù hợpBước 3: Tiến hành thực hiện quy trình TN hoặc xem video
Bước 4: Quan sát, phân tích và giải thích hiện tượng
Bước 5: Đối chiếu với giả thuyết ban đầu và đưa ra kết luận khoa họcBước 6: Vận dụng kết quả TN vào các tình huống thực tiễn
* Lưu ý khi sử dụng TN bằng pp nghiên cứu
- GV cần hướng dẫn chi tiết, thiết kế các nhiệm vụ cụ thể để định hướng HS chủ động trong các kĩ năng, các thao tác thực hiện.
- Các nhiệm vụ học tập nên giao trước khi HS đến lớp để HS có thể nghiên cứu tài liệu đưa ra quy trình thực hiện TN, ghi chú những lưu ý của TN để TN có thể thực hiện thành công.
- pp nghiên cứu nên sữ dụng trong các chủ đề học tập liên quan đến các vấn đề của thực tế cuộc sống.
1.3.2 Sửdụng thí nghiệmtheo pp GQVĐ
* Khái niệm và đặc điềm
Theo [13] [15] pp GQVĐ thông qua TN nghĩa là GV sẽ đưa ra các TN bao gồm những tình huống mới mâu thuẫn với kiến thức mà HS đã được học Do đó HS sẽ tự đặt ra các câu hỏi cho bản thân và có nhu cầu giải quyết mâu thuẫn Từ đó, GV sẽ hướng dẫn, điều khiển HS hoạt động để GQVĐ và rút ra các kiến thức cần lĩnh hội.
17
Trang 34* Quy trình dạy học băng pp nghiên cứu TN
Bước 1: GV đặt vấn đề, giới thiệu TN
Bước 2: Đưa ra các tình huống mâu thuẫn nhận thức bàng TNBước 4: Quan sát, tiếp nhận mâu thuẫn
Bước 5: HS phân tích, rút ra kết luận giải quyết mâu thuẫn đóBước 6: Vận dụng vào thực tiễn
* Lưu ý khi sử dung TN bằng pp GQVĐ
- HS thường quên kiến thức đã học, GV nên gửi nhiệm vụ học tập có liên quan đến kiến thức đó để HS tìm hiểu ở nhà trước khi đến lớp.
- GV cần tìm những tình huống thực sự mâu thuẫn về nhận thức cùa HS, nên gắn liền với thực tế cuộc sống.
1.3.3 Sử dụng thí nghiệm hóa học trong dạy học KHTN 8 (nội dung Hóa học)
1.3.3.1 Khái niệm về thínghiệm hóa học
Theo Từ điển Tiếng việt, thí nghiệm có 2 nghĩa: nghĩa thứ nhất là “gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong một điều kiện xác định để quan sát, tìm hiếu, nghiên cửu, kiếm tra hay chúng minh”; nghĩa thứ hai là “làm thử để rút kinh nghiệm” [20], Theo Đại từ điển tiếng Việt (1999), thí nghiệm là “làm thử theo những điều kiện, nguyên tấc đã được xác định để nghiên cứu, chứng minh” Còn khái niệm thí nghiệm hóa học được giới hạn trong phạm vi hẹp hơn là “thực hiện các phản ứng, quá trình hóa học phục vụ cho việc dạy học hóa học”
I.3.3.2.Vai trò, ýnghĩa của thí nghiệm hóa họctrongchương trình hóa học phổ thông
Trong dạy học Khoa học tự nhiên, thí nghiệm Hóa học có ý nghĩa to lớn, nó giữ vai trò cơ bản trong việc thực hiện những nhiệm vụ dạy học nội dung hóa học ở trường phổ thông Dạy học có sử dụng thí nghiệm hóa học là dạy học theo phương pháp trực quan, có những lợi ích sau đối với việc học tập của HS [5]
18
Trang 35- Thí nghiệm là phương tiện trực quan được dùng phổ biến trong dạy học nội dung hóa học, giúp HS làm quen và nắm bắt các tính chất vật lý, hóa học của các chất hóa học Khi quan sát tính chất vật lý, HS hình thành nên khái niệm về các chất đang học sau đó thông qua thí nghiệm hóa học, HS khắc sâu tính chất hóa học Từ đó nâng cao hiệu quả học tập môn khoa học tự nhiên.
- Thí nghiệm giúp nâng cao lòng tin của HS vào khoa học và phát triển tư duy của HS Thí nghiệm là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn, là tiêu chuẩn
đánh giá tính thực tiễn của kiến thức, hồ trợ cho tư duy sáng tạo của HS.
- Thí nghiệm giúp HS vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống Khi quan sát các thí nghiệm, HS ghi nhớ hiện tượng và nếu gặp lại hiện tượng này trong tự nhiên HS sẽ hình dung lại các kiến thức cũ và giải thích được hiện tượng một cách dễ dàng Như vậy, việc dạy học nội dung hóa học đã thực hiện đúng mục tiêu của giáo dục: đào tạo những nhân lực toàn diện về mọi mặt.
- Thí nghiệm do GV thực hiện với các thao tác chuẩn mực sẽ là khuôn mẫu cho HS học tập, bắt chước từ đó hình thành kĩ năng thí nghiệm cho HS Khi thực hành thí nghiệm hóa học HS phái làm đúng các thao tác cần thiết, sử dụng lượng hóa chất thích hợp nên HS vừa tăng cường kĩ năng khéo léo, vừa phát triển năng lực thực nghiệm.
- Thí nghiệm giúp nâng cao hứng thú của HS trong học tập môn KHTN, lôi cuốn HS bằng nhũng hiện tượng mới lạ, hấp dẫn Thông qua thí nghiệm, nhờ vào sự chú ý, quan sát và các thao tác thực hành thí nghiệm khiến cho các giác quan của HS được kích thích, tạo sự hào hứng trong học tập.
1.3.3.3.Phân loại thínghiệm hóa học và phương pháp sửdụng thí nghiệmtrong dạyhọcKhoa học tự nhiên8 (nội dung Hóa học)
Theo [14] cho thấy TN thường được sử dụng trong các bài học nghiên cứu tính chất và ứng dụng cùa các chất, các bài thực hành trên lóp hay giờ
19
Trang 36học ngoại khóa TNHH có thể được phân chia cụ thể như sau: a Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên
I.3.3.5.Giớithiệu vềmột số phần mềm vàapp về thínghiệmảo
App AR Chemistry Lab
AR Chemistry Lab ®
Divination Reality Labs LLC
Designed for iPad
ÀÀ 5.0.1 Rating
Free • Offers In-AppPurchases
AR Chemistry Lab là một ứng dụng thực tế ảo tăng cường (AR) được phát triển bởi công ty công nghệ ARVRTech ứng dụng này cho phép người dùng thực hiện các thí nghiệm hóa học một cách an toàn và thú vị • • • trên thiết bị di động của mình.
20
Trang 37Các phòng thí nghiệm ảo 3D giúp người học có thê khai thác và xây dựng các bài thí nghiệm, thực hành dưới tương tác 3D trực quan, sinh động Học sinh có thế tự thực hiện các bài thực hành kèm theo sự hướng dẫn, định hướng gián tiếp của giảng viên, có thể tự thao tác các thí nghiệm để quan sát các hiện tượng không thế quan sát được khi thực hiện các thí nghiệm trong thực tế Ngoài ra, giáo viên còn có thể sử dụng phòng thí nghiệm ảo để giảng dạy, lưu trữ, chia sẻ trong quá trình lên lớp với hiệu ứng trực quan, sinh động, đảm bảo tính tương tác cao giữa người dạy và người học.
Với AR Chemistry Lab, người dùng có thề tương tác với các dụng cụ, hoá chất hóa học ảo và thực hiện các thí nghiệm hóa học trong môi trường AR ứng dụng này cung cấp cho người dùng các loại chất hóa học khác nhau, từ acid đến base, cho phép người dùng pha trộn chúng với nhau để tạo ra các phản ứng hóa học và quan sát kết quả trên màn hình thiết bị di động của mình Đồng thời, ứng dụng này còn cung cấp cho người dùng cung cấp cho người dùng các công cụ hồ trợ thí nghiệm, bao gồm bình đựng chất và bộ đong đo, giúp người dùng thực hiện các phép đo chính xác và an toàn Bên cạnh đó, còn cung cấp các tài liệu tham khảo về các phản ứng hóa học và các khái niệm hóa học cơ bản đề giúp người dùng hiểu rõ hơn về các thí nghiệm hóa học mà họ đang thực hiện
App Chemix by Thix
CHEMIST by THIXIĨĨ
THIX LLC
Được thiết kẽ' cho iPad
#75 trong Giáo Dục***** 4.8.13 đánh giá
Chemist là một úng dụng di động mất phí được phát triển bởi Thix, được thiết kế để giúp người dùng tìm hiểu về các phản ứng hóa học và tương tác giữa các chất.
Phần mềm Chemist by thix là phòng TNHH ảo đi kèm với 180 hóa chất vô cơ và 60 hóa chất hữu cơ Khi chạm vào hóa chất, ngay lập tức hiện thông tin và các thông số cần thiết của hóa chất Tại đây, có nhiều dụng cụ tiện ích nhằm tiến hành các thí nghiệm phức tạp, đặc biệt đồ thủy tinh có thể vỡ khiến người thực
21
Trang 38hiện được trải nghiệm như khi làm việc trong môi trường thực Bên cạnh đó, người sử dụng có thể điều chỉnh điều kiện (nhiệt độ, độ ẩm, môi trường chân không, ) hoặc tăng, giảm thời gian phản ứng nhằm tăng độ chính xác của thí nghiệm, dễ dàng cho HS quan sát hiện tượng và hiển thị nhanh chóng phưomg trình hóa học của phản ứng xảy ra.
1.4 Thực trạng dạy học sử dụng thí nghiệm ảo phát triển năng lực vận •• Cj • > CZ7 • •dụng kiến thức, kĩ năng cho học sinh trong dạy học Khoa học tự nhiên ở một số trường THCS
Để làm cơ sở thực tiễn cho việc thực hiện đề tài, tôi đã tiến hành điều tra, khảo sát thực trạng sữ dụng công nghệ thông tin trong dạy học sử dụng thí nghiệm ảo ở trường THCS Khánh Trung (huyện Yên Khánh - tỉnh Ninh Bình) và giáo viên dạy KHTN trên địa bàn tỉnh Ninh Bình.
1.4.1 Mục đích♦ điều tra
- Tìm hiểu hứng thú học tập môn Khoa học tự nhiên của HS.
- Đánh giá nhận thức cùa GV trong việc ứng dụng CNTT trong dạy học môn KHTN.
- Đánh giá mức độ hứng thú của HS với việc sử dụng phần mềm xây dựng thí nghiệm ảo trong dạy học KHTN ở trường THCS.
- Tìm hiểu và đánh giá thực trạng sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học KHTN nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học cho HS
1.4.2. Nộidung điều tra
Điều tra, đánh giá thực trạng việc sừ dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Khoa học tự nhiên (nội dung Hóa học), ứng dụng CNTT thiết kế và trải nghiệm thí nghiệm hóa học ảo và kết hợp với các PPDH tích cực phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho HS trong dạy học Khoa học tự nhiên tại một số trường THCS trên địa bàn tỉnh Ninh Bình.
1.4.3 Đốitượng điều tra
- Học sinh: số lượng 100 học sinh
22
Trang 391.4.4 Phương pháp điêu tra
- Xây dựng các phiêu điêu tra GV và HS Nội dung các phiêu điêu tra được trình bày trong phụ lục của luận văn.
- Thiêt kê các phiêu điêu tra trên google form Gửi đường link, phiêu điều tra đến các GV và HS trên địa bàn tỉnh Ninh Bình, bao gồm: THCS LýTự Trọng, THCS Gia Trân, THCS Khánh Trung.
Link khảo sát học sinh: e
https://docs.google.eom/forms/d/l 5FruHnB8g2fF5725f67gm4hV5MGFĨ66zbị wtVECpe-k/edỉt#responses
Link khảo sát giáo viên:
https://docs.google.eom/forms/d/lLFA5hVAfvrmZhcIiBup3VTgftN J6T4uNlMwH8wYqo/edit#responses
- Thu thập các ý kiên phản hôi, thông kê, tông họp và phân tích kêt quả.
1.4.5 Ketquả điều tra
1.4.5.1 Kêt quả khảo sát giáo viên
- Sau khi thực hiện khảo sát và xin ý kiên của 27 GV dạy môn Khoa học tự nhiên trên địa bàn tỉnh Ninh Bình (Phiếu điều tra - Phụ lục 01), đề tài thu được kêt quả khảo sát như sau:
23
Trang 40qua Internet
Video do
GVtụ thiếtkế
Thí nghiệm
Thí nghiệm
do HSthựchiện•
Hĩnh 1.1 Biêu đô mô tả thực trạng các loại thí nghiệm được sử dụng trong dạy học KHTN
Nhận xét: Hình 1.1 cho thấy, các GV thường xuyên sử dụng các loại TN dưới dạng hình vẽ hay tranh ảnh, chiếm tỉ lệ 76% GV tham khảo các video TN trên nguồn Internet hoặc thông qua đồng nghiệp ở mức thỉnh thoảng chiếm tỉ lệ cao Việc tự thiết kế các video TN hay thực hiện các TN biểu diễn còn chưa được các GV quan tâm sử dụng, có tới 76% số GV được hỏi hiếm khi sử dụng Đặc biệt, có tới 84 % GV khẳng định không bao giờ sử dụng thí nghiệm ảo cho HS thực hiện các TNHH Những điều này sẽ ảnh hường không tích cực đến dạy học phát triển năng lực VDKTKN cho HS.
Hình 1.2 Biểu đồ mô tả thực trạng sử dụng TN hóa trong các loại bài dạy
Nhận xét: Từ hình 1.2, thấy được rằng GV rất quan tâm việc sử dụng thí nghiệm trong việc dạy học thực hành (chiếm 100%) và dạy bài mới (84%).
24