sử dụng phối hợp các phần mềm dạy học để thiết kế các bài giảng chương nguyên tử - lớp10 thpt

5- Đề tài xây dựng được một số giáo án điện tử, tư liệu hỗ trợ bài giảng góp phần đổi mới hình thức dạy và học để phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh nhằm nâng cao hiệu quả của

PHẦN MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI :

Mét trong những quan điểm chỉ đạo của Đảng và Nhà nước ta về sự nghiệp đổi mới giáo dục và đào tạo là: “Xõy dựng nền giáo dục có tính nhân dân, dõn tộc, khoa học hiện đại theo định hướng XHCN và phát triển giáo dục phải gắn với nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, tiến bộ khoa học kỹ thuật, củng

cố quốc phòng an ninh” với mục tiêu là: “Đào tạo con người Việt Nam phát triển toàn diện, có đạo đức, có tri thức, sức khỏe, trung thành với lí tưởng độc lập dõn tộc và CNXH, đồng thời còn bồi dưỡng và hình thành nhân cách, phẩm chất và năng lực của công dân để đáp ứng những yêu cầu xây dựng và bảo vệ Tổ quốc”

Để đạt được mục tiêu đó, việc xây dựng cơ sở vật chất, trường líp, thiết

bị dạy học cần phải đẩy mạnh cùng với đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực

Đổi mới phương pháp dạy học là một trong những nhiệm vụ lớn của ngành giáo dục đào tạo trong giai đoạn hiện nay Điều đó được thể hiện cụ thể trong nghị quyết TW 2 khoá VIII: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phương pháp và phương tiện tiên tiến vào dạy học, bảo đảm tự học, tự nghiên cứu của học sinh, nhất là sinh viên đại học”

Trong những năm gần đây sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật

và công nghệ thông tin đã và đang tác động mạnh mẽ lên tất cả các lĩnh vực: giáo dục, khoa học, công việc gia đình, Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ đã tạo một khối lượng thông tin khổng lồ đòi hỏi phải có những thay đổi

về cách thức lĩnh hội kiến thức Điều đó cũng có nghĩa là đòi hỏi phải có những thay đổi về phương pháp dạy và học nói chung

Trong chỉ thị số 29/2001/CT-BGD&ĐT của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và

Đào tạo (30/7/2001): “Đẩy mạnh ứng dụng CNTT trong giáo dục và đào tạo

ở tất cả các cấp học, bậc học, ngành học theo hướng sử dụng CNTT như là một công cụ hỗ trợ đắc lực nhất cho đổi mới phương pháp giảng dạy, học tập

ở tất cả cỏc mụn học”

Hoá học là một môn khoa học vừa lí thuyết vừa thực nghiệm, do đó không thể tách rời lí thuyết với thực nghiệm, phải biết vận dụng lí thuyết để điều khiển thực nghiệm và từ thực nghiệm kiểm tra các vấn đề của lí thuyết, hoàn thiện lí thuyết ở mức cao hơn Thông qua việc quan sát thí nghiệm, mô hình, tranh vẽ sẽ giúp học sinh nắm được nội dung bài giảng, từ đó lĩnh hội kiến thức Tuy nhiên còn nhiều thí nghiệm độc hại, nguy hiểm, khó thành công, đòi hỏi thời gian dài, những cơ chế phản ứng mà mắt thường không thể nhìn thấy,… không thể tiến hành trên lớp được, hay có những khái niệm rất khó mô tả, trừu tượng như orbital nguyên tử, hình thành liên kết hoá học, chuyển động của electron trong nguyên tử, sự lai hoỏ cỏc orbital nguyên tử,

sự điện li của dung dịch, cấu tạo vòng benzen, cấu trúc hợp chất cao phân tử Vậy làm thế nào để người học có thể nắm được dễ dàng các khái niệm đó?

Sự phát triển của khoa học công nghệ, đặc biệt là lĩnh vực ICT với nhiều thành tựu rực rỡ có thể giỳp cỏc em giải quyết những vấn đề khúc mắc nêu trên, với những thí nghiệm quay sẵn bằng camera hay phòng thí nghiệm

ảo, hay cấu trúc các phân tử, hình dạng các orbital từ những phần mềm chem office, sự chuyển động của electron, ion được xây dựng trên Macromedia Flash

Ở nước ta trong những năm gần đây đã có rất nhiều các đề tài nghiên cứu, ứng dụng máy tính vào dạy học Chỉ riêng Hoá học có thể kể đến phần mềm "Hoá học 9", phần mềm "Ôn thi đại học"; "Thí nghiệm hoá học 10, 11, 12"; Phòng thí nghiệm ảo; Trắc nghiệm hoá học của công ty Adom (127 - Thái Thịnh - Hà Nội) Ngoài ra cũn cú cỏc phần mềm về hoá học như: Isis\Draw, Chem office, Orbital Viewer, Chem Lab, Chem office 5, Atoms Symbols and Equations, ACD-ChemSketch,

2

Nhiều giáo viên đã thấy được vai trò quan trọng của việc khai thác phần mềm phục vụ quá trình dạy học để nâng cao chất lượng dạy học Đã có nhiều giáo án điện tử, sách giáo khoa điện tử của giáo viên và sinh viên trong

cả nước, nhưng chưa có một hệ thống cụ thể mới chỉ là những bài soạn đơn lẻ mang tính thử nghiệm riêng Mặt khác, trình độ tin học của giáo viên còn hạn chế, kinh phí đầu tư vào các phương tiện thiết bị còn hạn hẹp nên việc khai thác các phần mềm vi tính trong dạy học Hóa học bước đầu còn gặp nhiều khó khăn

Chương “Nguyờn tử” được nghiên cứu ngay đầu chương trình trung học phổ thông Các kiến thức trong chương là cơ sở lý thuyết giúp cho việc nghiên cứu sự phụ thuộc tính chất của các chất vào cấu tạo của chúng, nên có

ý nghĩa quan trọng trong toàn bộ chương trình hóa học phổ thông Đừy là chương lý thuyết khó nhất, nhiều khái niệm trừu tượng nên cần chú ý về mặt phương pháp để học sinh tiếp cận với nội dung hiện đại

Vì vậy, việc phối hợp các phần mềm để thiết kế các bài giảng Hoá học

là thực sự cần thiết Từ những lý do trên chúng tôi đã chọn đề tài: “Sử dông phối hợp các phần mềm dạy học để thiết kế các bài giảng chương “Nguyờn tử” - líp 10 THPT góp phần nâng cao chất lượng dạy - học mụn Húa học”

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu quy trình thiết kế giáo án điện tử

- Nghiên cứu "sử dụng phối hợp các phần mềm dạy học với các phương tiện kĩ thuật dạy học hoá học líp 10 – THPT" nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy và học Hoá học ở trường trung học phổ thông

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU:

3.1 Đối tượng nghiên cứu:

- Nội dung chương “Nguyờn tử” - líp 10 THPT

- Xây dựng một số chuyên đề tham khảo cho giáo án điện tử

- Lập chương trình trắc nghiệm cho giáo án điện tử

- Phương pháp sử dụng giáo trình để giáo viên có thể tiến hành giảng dạy trực tiếp cho học sinh, học sinh có thể tự học độc lập ở nhà, dùng làm tài liệu tham khảo, hoặc dùng trong việc giáo dục từ xa (e - learning).

3.2 Khách thể nghiên cứu:

Qỳa trình đổi mới phương pháp dạy học hóa học ở trường THPT

4 NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI:

Đề tài gồm những nhiệm vụ sau:

• Nghiên cứu cơ sở lí luận về xu hướng đổi mới phương pháp dạy học Hoá học, về phương tiện dạy học nói chung và phương tiện trực quan nói riêng Tình hình ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy và học Hoá học trong nước và trên thế giới Giới thiệu một số phần mềm dạy học Hoá học

• Nghiên cứu quy trình thiết kế giáo án điện tử

• Thiết kế bài giảng chương “Nguyờn tử” lớp 10 THPT, xõy dùng một

số tư liệu hỗ trợ cho giáo viên và học sinh

• Thực nghiệm sư phạm, nhận xét đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm

• Đề xuất về sử dụng phối hợp phần mềm dạy học với các phương tiện

kỹ thuật dạy học khác nhau trong dạy học Hoá học lớp 10 trường THPT

5 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI

1 - Hệ thống hoá về cơ sở lý luận, xu hướng đổi mới phương pháp dạy học Hoá học, về phương tiện dạy học nói chung và phương tiện trực quan nói riêng Tình hình ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học Hoá học trong nước và trên thế giới

2 - Giới thiệu một số phần mềm Hóa học và phần mềm dạy học Hóa học có nhiều ứng dụng ở trường phổ thông

3 - Đưa ra quy trình thiết kế giáo trình điện tử cho một số bài trong chương trình hoá học 10 – THPT

4

4- Nghiên cứu, tổng kết lí thuyết Cấu tạo nguyên tử của nội dung Hóa

lớ thuyết và Hóa lớ trong chương trình phổ thông

5- Đề tài xây dựng được một số giáo án điện tử, tư liệu hỗ trợ bài giảng góp phần đổi mới hình thức dạy và học để phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học môn Hóa học

6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

+ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

- Nghiờn cứu các văn bản và các chỉ thị của Đảng, Nhà nước và Bộ giáo dục – đào tạo có liên quan

- Nghiên cứu tài liệu, giáo trình lý luận dạy học, tâm lý học, giáo dục học và các tài liệu khoa học cơ bản liên quan đến đề tài, đặc biệt nghiên cứu những cơ sở phương pháp dạy học chương “Nguyờn tử” từ đó mà xác định được cơ sở lí luận để tổ chức quá trình dạy học nhằm phát huy cao độ tính tích cực chủ động sáng tạo của học sinh

- Nghiên cứu vị trí, vai trò của phương tiện trực quan trong quá trình dạy học

- Nghiên cứu cách sử dụng một số phần mềm hoá học áp dụng vào việc dạy học Hoá học: Windows, Flash, Isis\Draw, Chem office, Orbital Viewer, Chem Lab, Chem office 5, Atoms Symbols and Equations, ACD-ChemSketch, ChemWin, ChemLab, Titration…

- Nghiờn cứu các tài liệu hướng dẫn sử dụng một số phần mềm thiết kế,

hỗ trợ quy trình thiết kế giáo án điện tử trên máy vi tính: M.S PowerPoint, M.S FrontPage, M.S Publisher, M.S Word, Violet, Quest,

+ Phương pháp điều tra, thực tiễn:

- Điều tra thực trạng dạy học ở trường phổ thông hiện nay, việc sử dụng các phương tiện trực quan, các thiết bị nghe nhìn và đặc biệt là ứng dụng ICT vào trường học

- Nghiên cứu mạng internet để tìm hiểu việc ứng dụng ICT trong nước

và trên thế giới Tìm những phần mềm, mô hình, hình ảnh, mô phỏng có liên quan đến đề tài

- Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra đỏnh giá và chứng minh tính đúng đắn, khả thi của đề tài

7 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC:

Việc ứng dông ICT trong các bài giảng sẽ nâng cao được tính tích cực, chủ động của học sinh khi tiếp thu kiến thức mới Đây sẽ là một xu hướng mới cho việc dạy và học Hoá học ở trường phổ thông trong giai đoạn hiện nay

6

NỘI DUNG CHƯƠNG I CƠ SỞ LÍ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN

I XU HƯỚNG ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC HOÁ HỌC

I.1 Đổi mới PPDH - xu hướng chung của thế giới

Vấn đề đổi mới, hoàn thiện PPDH trên thế giới đã được đặt ra từ khỏ lõu Hiện nay, do sự phát triển của nền kinh tế thị trường đặc biệt là sự phát triển như vũ bão của các ngành khoa học kĩ thuật, việc đổi mới PPDH là một yêu cầu hàng đầu đặt ra cho ngành giáo dục của bất kì quốc gia nào

Các phương pháp nặng về hoạt động thuyết giảng, áp đặt của thầy, nhẹ

về hoạt động tích cực của trũ đó và đang được thay thế bằng các phương pháp giáo dục tích cực, dựa trờn quan điểm phát huy tính tích cực của người học,

đề cao vai trò tự học của trò, kết hợp với sự hướng dẫn của thầy trong đó trò

là chủ thể, thầy là tác nhân của quá trình dạy học

Ở Việt Nam, công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đề ra

những yêu cầu phải đổi mới giáo dục, trong đó có sự đổi mới căn bản về phương pháp dạy và học

Luật giáo dục nước Cộng hòa XHCN Việt Nam ban hành ngày

2/12/1998 đã ghi rõ ở điều 24 “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng líp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thó học tập cho học sinh” [12].

Nghị quyết Đại hội Đảng lần thứ IX một lần nữa khẳng định “Đổi mới phương pháp dạy và học, phát huy tư duy sáng tạo và năng lực tự đào tạo của người học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay, đổi mới và thực hiện nghiêm minh chế

độ thi cử ” [2]

Mới đây nhất là chỉ thị số 40 - CT/TW của Ban Bí thư Trung ương Đảng (15/6/2004) về việc xây dựng, nâng cao chất lượng đội ngò nhà giáo và

cán bộ quản lý giáo dục Một trong 7 nhiệm vụ được đề ra là “Đẩy mạnh việc đổi mới nội dung, chương trình và phương pháp giáo dục theo hướng hiện đại và phù hợp với thực tiễn Việt Nam Tiếp tục điều chỉnh và giảm hợp lý nội dung, chương trình cho phù hợp với tâm lý, sinh lý của học sinh, nhất là cấp tiểu học và trung học cơ sở Đặc biệt đổi mới mạnh mẽ và cơ bản phương pháp giáo dục nhằm khắc phục kiểu truyền thụ một chiều, nặng lý thuyết, Ýt khuyến khích tư duy sáng tạo; bồi dưỡng năng lực tự học, tự nghiên cứu, tự giải quyết vấn đề, phát triển năng lực thực hành sáng tạo cho người học, đặc biệt cho sinh viên các trường đại học và cao đẳng Tích cực áp dụng một cách sáng tạo các phương pháp tiên tiến, hiện đại, ứng dụng công nghệ thông tin vào hoạt động dạy và học Đổi mới chương trình, giáo trình, phương pháp dạy và học trong các trường, khoa sư phạm và các trường cán bộ quản lý giáo dục nhằm đáp ứng kịp thời những yêu cầu đổi mới của giáo dục phổ thông và công tác quản lý nhà nước về giáo dục” [1].

8

Theo [18] của TS Nguyễn Trọng Thọ có so sánh một số đặc điểm trong dạy học mang tính giảng huấn truyền thống với dạy học kiến tạo:

Lắng nghe Luôn là người học

Sự kiện Ghi nhí Thu thập các sự kiện

Số lượng kiến thức

Theo tiêu chuẩn Trắc nghiệm khách quan Củng cố và luyên tập

Hướng vào người học Tương tác

Người điều phối Đôi khi cũng học tập

Người cộng sự Đôi khi là chuyên gia

Quan hệ Hỏi và phát hiện Chuyển hóa các sự kiện

Chất lượng hiểu biết Theo tiêu chí

Khả năng thu thập và thực hiện

Trao đổi, cộng tác, truy xuất thông tin, diễn đạt

Bảng 1 So sánh đặc điểm dạy học giảng huấn và dạy học kiến tạo

Cách tiếp cận theo thuyết kiến tạo trong dạy học đặt yêu cầu chủ động cao hơn cho người học và tăng cường hoạt động của mỗi HS còng nh của cả tập thể

Các ứng dụng của ICT đã thực sự trao quyền chủ động học tập cho HS

và cũng làm thay đổi vai trò của người thầy trong giáo dục Từ vai trò là nhân

tố quan trọng, quyết định trong kiểu dạy học tập trung vào thầy cô, thì nay các

thầy cô phải chuyển sang giữ vai trò nhà điều phối theo kiểu dạy học hướng tập trung vào HS (dạy học lấy học sinh làm trung tâm) Kiểu dạy học hướng tập trung vào HS và hoạt động hóa người học có thể thực hiện được một cách tốt hơn với sự trợ giúp của máy tính và mạng Internet Với các chương trình dạy học đa môi trường (mutilmedia) và được chuẩn bị chu đáo có thể truy cập được nhờ các phương tiện siêu môi trường (hypermedia) giúp cho việc tự học của HS trở nên thuận tiện và dễ dàng hơn bao giê hết.

I.2 Phương hướng đổi mới phương pháp dạy học Hoá học hiện nay

Để nâng cao chất lượng và hiệu quả nhằm đáp ứng được với những yêu cầu mới của thời đại, hiện nay trên thế giới có một số xu hướng đổi mới PPDH như:

- Tớch cực hoá quá trình dạy học

- Cỏ thể hoá việc dạy học

- Cụng nghệ hoá giáo dục và thực hiện công nghệ đào tạo

- Dạy học định hướng vào người học

- Dạy học cho tương lai (chương trình của Intel)

Ở nước ta, việc đổi mới và hoàn thiện PPDH đã và đang thực hiện theo một số hướng sau [12]:

I.2.1 Xây dựng cơ sở lý thuyết có tính PP luận để tìm hiểu bản chất PPDH và định hướng hoàn thiện PPDH, chó ý những quan điểm PP luận về PPDH I.2.2 Hoàn thiện các PPDH hiện có

- Tăng cường tính tích cực, tính tìm tòi sáng tạo ở người học, tiềm năng trí tuệ nói riêng và nhân cách nói chung thích ứng năng động với thực tiễn luôn đổi mới

- Tăng cường năng lực vận dụng tri thức đã học vào cuộc sống, sản xuất

- Chuyển dần trọng tâm của PPDH từ tính chất thông báo, tái hiện đại trà chung cho cả líp sang tính chất phõn hoỏ, cá thể hoá cao độ tiến lên theo nhịp độ cá nhân

10

- Chuyển dần trọng tâm đầu tư công sức vào việc giảng giải kiến thức sang dạy phương pháp học, trong đó có phương pháp tự học cho học sinh.

I.2.3 Sáng tạo các PPDH mới bằng cỏc cỏch sau đây

- Liên kết nhiều PPDH riêng lẻ thành tổ hợp PPDH phức hợp

- Liên kết PPDH với các phương tiện kĩ thuật hiện đại (phương tiện nghe nhìn, máy vi tính, ) tạo ra các tổ hợp PPDH có sử dụng phương tiện kĩ thuật dạy học

- Chuyển hoá PP nghiên cứu khoa học thành PPDH đặc thù của môn học (thí dụ: PP thực nghiệm đối với các khoa học tự nhiên, PP grap dạy học,

Tiếp thu có chọn lọc một số quan điểm, PP tích cực trong khoa học giáo dục hiện đại của một số nước phát triển nh dạy học kiến tạo, hợp tác theo nhóm nhỏ, dạy học tích cực, dạy học tương tác,

Lùa chọn các PP phát huy tính tích cực của HS đảm bảo sự phù hợp với mục tiêu bài học, đối tượng HS cụ thể, điều kiện của từng địa phương,

Phối kết một cách hợp lí một số PP khác nhau để phát huy cao độ hiệu quả của giê học hoá học theo hướng dạy học tích cực

Phương pháp tích cực là một thuật ngữ rút gọn, được dùng ở nhiều nước, để chỉ những phương pháp giáo dục - dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học “Tớch cực” trong phương pháp

tích cực được dùng với nghĩa là hoạt động, chủ động, trái với nghĩa là không

hoạt động, thụ động chứ không dùng trái nghĩa với tiêu cực, thuật ngữ rút gọn

“phương phỏp tớch cực” hàm chứa cả phương pháp dạy và phương pháp học [8]

I.3.2 Tính tích cực của học sinh trong dạy học hoá học

- Tính tích cực, tự giác trong quá trình dạy học hoá học được tạo ra do mối liên hệ giữa hoạt động của giáo viên và học sinh trong giê học hoá học, học sinh cần hiểu rằng sau mỗi công thức các chất là các thông tin lớn về thành phần, cấu tạo, tính chất của chúng; cũn sau mỗi phương trình hoá học

là một quá trình hoá học đã được thực hiện Thông thường học sinh không thể

có khái niệm đầy đủ về chất và tính chất của chúng, mà cần có sự điều khiển hoạt động nhận thức học tập của giáo viên cùng với thí nghiệm hoá học

- Quá trình chuyển kiến thức thành lòng tin được coi là yếu tố quan trọng để phát triển tính tự giác, tính tích cực trong dạy học Hoá học Điều này

có giá trị thực tiễn trong việc nắm vững cơ sở Hoá học và hình thành thế giới quan khoa học Khi nghiên cứu Hoá học, học sinh hiểu rằng con người đã nhận thức được các quy luật tự nhiên, có thể điều khiển được sự biến hoỏ Hoỏ học của các chất và cũng có thể tiên đoán hướng và kết quả của phản ứng đang diễn ra

- Hoạt động tích cực nhận thức của học sinh được xuất hiện trong cỏc khõu của quá trình dạy học Hoá học Giáo viên phát triển các hoạt động này thông qua các hình thức tổ chức hoạt động học tập khác nhau (bài giảng, trò chuyện, xờmina ) Trong điều kiện hiện đại, một trong các phương pháp phát triển tính tích cực nhận thức của học sinh là áp dụng phương pháp dạy học có ứng dụng CNTT và truyền thông

12

- Hoạt động nhận thức tích cực - độc lập của học sinh liên quan với sự tìm kiếm tri thức mới, với sự tìm ra bản chất của cái mới để hiểu nú, cú khoa học về nó Điều này có thể đạt được bằng con đường giải quyết vấn đề được nêu ra trong quá trình dạy học.

I.3.3 Một số phương pháp dạy học theo hướng tích cực

Ngoài việc điều khiển quá trình hoạt động nhận thức của học sinh bằng cách tổ chức, giải quyết các vấn đề học tập dưới dạng bài tập nhận thức, người giáo viên còn có thể tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh thông qua việc sử dụng các PPDH Hoá học có hiệu quả cao

Các PPDH được coi là tích cực nếu nh nã kích thích được sự nỗ lực hoạt động trí tuệ của học sinh và hướng chúng vào trạng thái hoạt động Người ta tách ra 3 mức độ của tính tích cực nhận thức:

Mô phỏng – bắt chước: quá trình chuyển các kinh nghiệm hoạt động đã được tích luỹ của người này cho người khác

Ví dụ: Giáo viên chỉ ra việc lắp ghép các dụng cụ và tiến hành, học sinh theo dõi và lặp lại các thao tác này

Chủ động tìm kiếm - chấp hành: mức độ độc lập lớn hơn, học sinh cần nhận thức được nhiệm vụ và tự tìm ra con đường giải quyết nó

Ví dụ: Học sinh tự tìm ra con đường giải các bài tập hoá học, các bài tập thực nghiệm bất kì

Chủ động - tích cực - sáng tạo: là mức độ cao của tính tích cực hoạt động nhận thức Học sinh đặt ra nhiệm vụ nhận thức và tự xác định cho mình con đường giải quyết

Ví dụ: Yêu cầu học sinh thực hiện việc tổng hợp một chất hữu cơ khi biết chất ban đầu Học sinh cần hình thành cho mình một loạt nhiệm vụ và giải quyết chúng như:

+ Lùa chọn con đường tổng hợp chất và dụng cụ thiết bị

+ Tiến hành tổng hợp chất bằng thực nghiệm

Thực hiện dạy và học tích cực không có nghĩa là gạt bỏ các PPDH truyền thống Trong hệ thống các PPDH quen thuộc đã có nhiều PPDH tích cực Về mặt hoạt động nhận thức, các phương pháp thực hành là “tớch cực” hơn các PP trực quan, các PP trực quan là “tớch cực” hơn các PP dùng lời Một số PPDH tích cực có thể áp dụng ở trường phổ thông là:

-Vấn đáp (đàm thoại) tìm tòi

-Dạy học nêu và giải quyết vấn đề

-Dạy học dự án

-Dạy học dựa trờn câu hỏi

Trên cơ sở các phương pháp dạy học tích cực ở trên có thể áp dụng cụ thể cho việc dạy học hoá học nh sau:

- Sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực

+ Sử dụng thí nghiệm theo PP nghiên cứu

+ Sử dụng thí nghiệm đối chứng, kiểm chứng

+ Sử dụng thí nghiệm nêu vấn đề

- Sử dụng bài tập hoá học heo hướng dạy học tích cực

+ Sử dụng bài tập hoá học nh nguồn kiến thức để học sinh tìm tòi, hình thành khái niệm

+ Sử dụng bài tập mô phỏng một số tình huống có vấn đề

+ Sử dụng bài tập dùng để tạo tình huống có vấn đề

+ Sử dụng bài tập rèn kỹ năng, năng lực nghiên cứu khoa học

- Sử dụng phương tiện trực quan theo hướng dạy học tích cực

- Ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học Hoá học

Trong phạm vi đề tài, chúng tôi chỉ đi sâu vào việc nghiên cứu ứng dụng của ICT trong dạy học Hoá học mà trọng tâm là vào các bài giảng chương “Nguyờn tử” - chương trỡnh Hoỏ học líp 10 THPT.

I.4 Tính trực quan là tính chất có quy luật của quá trình nhận thức khoa học

14

Theo [7] Người ta đó tổng kết được mức độ ảnh hưởng của cỏc giỏc quan trong quỏ trỡnh truyền thụng, sau 6 thỏng cú thể nhớ được:

20% qua những gỡ mà ta NGHE được30% qua những gỡ mà ta NHốN được50% qua những gỡ mà ta NGHE và NHốN được80% qua những gỡ mà ta NểI được

90% qua những gỡ mà ta NểI và LÀM được

Núi & Làm

Hình 1: Tỉ lệ kiến thức nhớ đợc sau khi học

Hệ thốngphương tiện trực quan trong hoá học Truyền qua vệ tinh

Mô hìnhGiáo viên

biểu diễn

Học sinh

ở lớp

minh hoạ

luyện tập

ở phòng thí mghiệm thực hành

nghiên cứu thực nghiệm dài ngày

II ỨNG DỤNG ICT TRONG DẠY HỌC HOÁ HỌC

II.1 Giáo dục và công nghệ [6]

Công nghệ có nghĩa đơn giản là kỹ thuật hoặc công cụ và những phương pháp có thể áp dụng được để giải quyết vấn đề cụ thể hoặc thực hiện một mục tiêu nhất định

Hiểu nh thế thì ngôn ngữ và sách vở là những dạng công nghệ đã được sử dụng từ rất lâu trong lịch sử phát triển của nhân loại Đầu tiên là ngôn ngữ, mét

công cụ rất mạnh giúp cho kiến thức tích luỹ có thể được truyền từ thế hệ này

sang thế hệ khác Hàng ngàn năm sau đó xuất hiện chữ viết, cho phộp các suy

nghĩ và ý tưởng có thể truyền thụ vượt qua mọi giới hạn về thời gian Tiếp theo

là kỹ thuật in cho phép tốc độ và số lượng thông tin được chuyển giao tăng vọt

Suốt một thời gian dài, công cụ giảng dạy chủ yếu là sách và tập vở

Cuối thế kỷ XX, các phát minh về máy tính, video, công nghệ thông tin - truyền thông (phần mềm máy tính, thiết bị tin học, hệ thống mạng Internet, ) đã

và đang có những tác động mạnh lên mọi lĩnh vực của đời sống xã hội: giáo dục, khoa học, giải trí, công việc gia đình, Các phương tiện truyền thông cùng với

hệ thống mạng toàn cầu Internet đang làm thay đổi cách con người tiếp cận tri thức: không chỉ đọc để biết, mà còn nghe, thấy, cảm nhận sự kiện xảy ra ở xa nhđang diễn ra trước mắt Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ những thập niên cuối thế kỷ XX đến nay đã tạo ra một khối lượng thông tin khổng lồ, vượt các giới hạn về thời gian và không gian Chính vì thế, khả năng thu nhận, xử lý

để hiểu biết thông tin một cách nhanh chóng và chính xác là yêu cầu quan trọng hơn nhiều so với trước đây Điều đó cũng có nghĩa là phải thay đổi những tiêu

chí đào tạo trong xã hội thông tin hôm nay, cần phải thay khả năng ghi nhớ bằng khả năng tìm kiếm, thu nhận và xử lý thông tin để đạt tới một mục tiêu đặt ra.

Nh vậy trong giáo dục đào tạo, trong một chõng mực nhất định, đó luụn phải sử dụng đến công nghệ

II.2 Ưu và nhược điểm của việc ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học Hoá học.

II.2.1 Ưu điểm

- Giúp HS dễ hiểu bài, hiểu bài một cách sâu sắc hơn và nhớ bài lâu hơn

do việc thu nhận thông tin về sự vật, hiện tượng một cách sinh động, chính xác đầy đủ từ đó nâng cao hứng thó học tập môn học, nâng cao lòng tin của HS vào khoa học

- Giúp cho bài giảng sinh động phong phú, hấp dẫn đối với HS

- Giúp GV tiết kiệm được thời gian trờn lớp trong mỗi tiết học, giúp GV điều khiển được hoạt động nhận thức của HS, kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của các em được thuận lợi và cho hiệu suất cao hơn

- Giải phóng người thầy giáo khỏi một khối lượng lớn các công việc tay chân, do đó làm tăng khả năng nâng cao chất lượng dạy học

- Đặc biệt nếu áp dụng hình thức đào tạo điện tử (E-Learning) sẽ đáp ứng

được mọi tiêu chí: Học mọi nơi, học mọi lúc, học mọi thứ và học mềm dẻo, học một cách mở và học suốt đời.

Việc ứng dụng ICT trong dạy học hóa học sẽ tạo ra một bước chuyển cơ bản trong quá trình đổi mới nội dung chương trình, PPDH và phương thức đào tạo

II.2.2 Nhược điểm [19]

- Đa số các ứng dụng hiện nay chủ yếu tập trung vào ưu điểm trình diễn đa môi trường (multimedia presentation) của bài giảng trờn lớp học, vì vậy nếu không chú ý giáo viên thường dẫn đến tiết dạy học theo cách tập trung vào thầy

cô, không tạo điều kiện hoạt động hoá người học

- Việc sử dụng phần mềm trình diễn không đúng cách cũng làm cho khả năng ghi bài của học sinh trở nên rối hơn

18

- Việc thực hiện dạy học với sự hỗ trợ công nghệ thông tin - truyền thông đòi hỏi giáo viên phải có những am hiểu nhất định về tin học để xây dựng giáo

án và thiết kế bài giảng điện tử Sử dụng Tin học lại có những đòi hỏi nhất định

về Anh ngữ đang là một trở ngại lớn khác với phần đông giáo viên

II.3 Vai trò của CNTT trong giảng dạy nói chung và giảng dạy Hoá học nói riêng.

Đối với ngành Hoá học, việc ứng dụng CNTT trong giảng dạy hoá học sẽ tạo ra một bước chuyển cơ bản trong quá trình đổi mới nội dung, phương pháp dạy học Cụ thể hơn đó là:

+ CNTT là một công cụ đắc lực hỗ trợ cho việc xây dựng các kiến thức mới

+ CNTT tạo môi trường để khám phá kiến thức nhằm hỗ trợ cho quá trình học tập

+ CNTT tạo môi trường để hỗ trợ học tập qua thực hành, qua cộng đồng

Nh thế trong dạy học ngày nay, vai trò của người thầy dần thay đổi Nhờ

sự trợ giúp của CNTT, người thầy không giữ vai trò trung tâm mà chuyển sang vai trò nhà điều khiển trong kiểu dạy học hướng tập trung vào học sinh

Báo cáo “ICT và nghề dạy học” của trường đại học Amsterdam, dự đoán trong 10 năm tới CNTT và phương pháp dạy học điện tử sẽ ảnh hưởng sâu sắc, thay đổi các phương pháp dạy và học, vai trò và chức năng của thầy dạy cũng như người học

Tuy nhiên ứng dụng CNTT vào dạy học ở nước ta hiện nay cũng gặp một

số khó khăn:

+ Chi phí đầu tư trang thiết bị, cơ sở vật chất lớn

+ Đòi hỏi đội ngò giáo viên và học sinh phải có trình độ tin học nhất định.+ Khi sử dụng máy tính điện tử, người ta dễ đánh mất cảm giác chân thực thiếu đi những cảm xúc, xúc giác và Ên tượng thực Do đó ICT chỉ hỗ trợ chứ không thay thế được các thí nghiệm thực hành

+ Việc sử dụng CNTT tự phỏt đó tạo ra nhiều bài giảng chỉ đơn thuần là đưa nội dung bài học thông thường trong sách giáo khoa sang văn bản Do đó người giáo viên dùng máy tính để dạy học cần phải biết chắc rằng, mình thiết kế cái gì, mình trình bày cái gì trước, cái gì sau Nếu không chú ý có thể làm lé thông tin mà đáng lẽ học sinh phải là người khám phá và phát hiện

Nh vậy, ta có thể khẳng định rằng “Đổi mới phương pháp dạy học Hoá học bằng CNTT là xu thế của thời đại ngày nay” Tuy nhiên việc ứng dụng làm sao để khai thác hợp lí và hiệu quả của CNTT vào dạy học nói chung và dạy học Hoá học nói riêng lại cần phải có những nghiên cứu cụ thể và nghiêm túc

II.4 Tình hình sử dụng máy tính và khai thác các phần mềm để dạy học ở nước ta hiện nay.

Trong điều kiện hệ thống giáo dục của nước ta chưa thích nghi được hoàn toàn với kỷ nguyên kinh tế tri thức Nghị quyết TW IV của Ban chấp hành TW

20

Đảng khoá VII đã nhấn mạnh: " Phải coi đầu tư cho giáo dục là một trong những chương trình của đầu tư phát triển, tạo điều kiện cho giáo dục đi trước một bước và phục vụ đắc lực cho sự nghiệp kinh tế - xã hội" Nhìn lại những

năm vừa qua chóng ta thấy nội dung giáo dục Ýt gắn liền với yêu cầu của cuộc sống hàng ngày, dạy học vẫn bằng phương pháp lạc hậu: thầy giảng - trò ghi, chưa cập nhật được những thành tựu khoa học tiên tiến trên thế giới Do đó, sản phẩm giáo dục - con người thông qua giáo dục đào tạo thường thiếu năng động sáng tạo, còn nhiều bỡ ngỡ, lúng túng, thậm chí bất lực trước đòi hỏi của cuộc sống vốn rất đa dạng và luôn luôn biến đổi không ngừng

Để hoà cùng với nhịp độ phát triển giáo dục chung của các nước trên thế giới, trong những năm 1990 trở lại đây, Bộ giáo dục và đào tạo đó cú những cố gắng trong việc tăng cường trang thiết bị cho nhà trường, cung cấp thêm nhiều máy tính, mở rộng và nâng cao chất lượng đào tạo sinh viên khoa Công nghệ thông tin, cử nhiều giáo viên đi học thêm tin học, khuyến khích các cán bộ nghiên cứu các phần mềm dạy học

Trong khoảng mười năm gần đây đã đưa chương trình dạy Tin học vào nhà trường phổ thông trung học, trình độ giảng dạy và ứng dụng tin học đã có cơ

sở vững chắc, nhiều phần mềm dạy học đã thử nghiệm Nhiều GV đã thử ứng dụng phần mềm của nước ngoài để làm công cụ dạy học, song các phần mềm cũn quỏ Ýt ỏi, các ứng dụng còn mang tính thử nghiệm Nếu xây dựng và đưa các phần mềm vào dạy học phổ biến sẽ là một bước ngoặt quan trọng cho nền giáo dục nước nhà

Hiện nay ở nhiều trường THPT đã được trang bị máy vi tính để dạy môn tin học Một số các GV bộ môn Toán, Vật lý, Hoá học, Sinh học, Địa lí, Ngoại ngữ cũng bắt đầu nghiên cứu, khai thác các phần mềm có được để dạy học bộ môn của mình

Đối với bộ môn Hoá học, việc đổi mới PPDH, phương tiện, thiết bị dạy học đang từng bước cải tiến Hầu hết các GV đã thấy được vai trò quan trọng của việc khai thác các phần mềm phục vụ cho quá trình dạy học để nâng cao chất lượng dạy học Tuy nhiên, do trình độ tin học của GV còn nhiều hạn chế, kinh phí đầu tư vào các phương tiện, thiết bị dạy học còn hạn hẹp nên việc khai thác các phần mềm vi tính trong dạy học Hóa học bước đầu gặp rất nhiều khó khăn

Do vậy, viờc ứng dụng CNTT vào giảng dạy đã làm cho người học thấy hứng thó hơn, giê học trở nên sôi nổi hơn, họ tiếp thu bài nhanh hơn và người học có cảm giác như tự mình đang tìm ra những điều mới lạ ở thế giới xung quanh chóng ta

III CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ GIÁO ÁN ĐIỆN TỬ

III.1 Khái niệm về giáo án điện tử

Trong những năm gần đây, máy tính được sử dụng rộng rãi trong nhà trường với tư cách là phương tiện dạy học với nhiều phần mềm được thiết kế dưới các quan điểm khác nhau Đồng thời hình thức sử dụng máy vi tính vào dạy học cũng rất đa dạng và phong phó Tuy nhiên bài giảng điện tử là hình thức sử dụng phổ biến trong công cuộc đổi mới dạy và học hiện nay

Theo PGS – TS Lờ Cụng Triờm (ĐHSP Huế) cho rằng:

Bài giảng điện tử là một hình thức tổ chức bài trờn lớp mà ở đó toàn bộ

kế hoạch hoạt động dạy học đều được chương trình hoá do giáo viên điều khiển thông qua môi trường Multimedia do máy vi tính tạo ra.

Multimedia được hiểu là đa phương tiện, đa môi trường, đa truyền thông Trong môi trường Multimedia, thông tin được truyền dưới dạng văn bản (text),

đồ hoạ (graphics), hoạt ảnh (amiation), ảnh chụp (image), âm thanh (audio) và phim (video clip)

Đặc trưng cơ bản nhất của bài giảng điện tử là toàn bộ kiến thức của bài học, mọi hoạt động điều khiển của giáo viên đều phải Multimedia hoá

22

Để có một bài giảng điện tử hiệu quả thì việc xây dựng giáo án điện tử đóng vai trò quyết định Hiện nay chưa có một định nghĩa chuẩn xác về giáo án điện tử, tuy nhiên một trong nhưng khái niệm được nhiều người biết đến và chấp nhận:

Giáo án điện tử là bản thiết kế cụ thể toàn bộ kế hoạch hoạt động dạy học của giáo viên, học sinh trong giờ lờn lớp Toàn bộ kế hoạch hoạt động dạy học được Multimedia hoá một cách chi tiết, có cấu trúc chặt chẽ và logic được quy định bởi cấu trúc bài học.

Giáo án điện tử là kết quả của hoạt động thiết kế bài dạy được thể hiện bằng vật chất trước khi bài dạy được tiến hành hay giáo án điện tử chính là kịch bản của bài giảng điện tử Chính vì vậy, xây dựng giáo án điện tử hay thiết kế bài giảng điện tử là hai cách gọi khác nhau cho một hoạt động cụ thể để có được bài giảng điện tử

III.2 Nguyên tắc thiết kế giáo án điện tử

Cơ sở để thiết kế giáo trình điện tử và giáo án điện tử phải dùa vào sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập, là việc sử dụng linh hoạt các phần mềm

hỗ trợ đặc biệt là phần mềm thiết kế FrontPage và phần mềm trình diễn PowerPoint; cộng với các phương pháp dạy học tích cực, tăng cường hoạt động của học sinh, lấy người học làm trung tâm Do vậy khi soạn một giáo trình điện

tử và giáo án điện tử phải đảm bảo những nguyên tắc sau:

•Nguyên tắc đảm bảo tính khoa học:

Nguyên tắc này đòi hỏi nội dung thiết kế phải đảm bảo chính xác về mặt khoa học, đồng thời phải phù hợp với trình độ khoa học công nghệ Nghĩa là phải lấy nội dung SGK và SGV làm cơ sở Hình ảnh, phim sử dụng phải phù hợp với nội dung cần truyền đạt

•Nguyên tắc đảm bảo tính sư phạm:

Nguyờn tắc này đũi hỏi khi thiết kế phải cú bố cục hợp lớ, phự hợp với nhận thức của cỏc em học sinh, đồng thời phỏt huy được tớnh tớch cực chủ động, sỏng tạo trong hoạt động nhận thức Từ đú phỏt triển được năng lực tư duy cho cỏc em học sinh.

Giỏo trỡnh và giỏo ỏn phải dễ sử dụng, giỳp người giỏo viờn dễ dàng truyền đạt kiến thức cho học sinh, đồng thời học sinh cũng dễ dàng sử dụng khi khụng cú giỏo viờn hướng dẫn

•Nguyờn tắc đảm bảo tớnh thẩm mỹ:

Nội dung của giỏo trỡnh và giỏo ỏn phải sử dụng cỏc hỡnh ảnh, tranh, hỡnh

vẽ phải cú tớnh thẩm mỹ cao, hỡnh khối hài hoà, rừ nột Tỉ lệ giữa cỏc đường nột phải cõn xứng, màu sắc hợp lớ, trỏnh lạm dụng quỏ nhiều màu sắc, õm thanh, hiệu ứng khụng cần thiết Điều đú nhiều khi khụng tập trung được sự chỳ ý của học sinh vào nội dung bài học, dẫn đến hiệu quả giỏo dục thấp

•Nguyờn tắc đảm bảo tớnh kinh tế:

Nguyờn tắc này đũi hỏi khi thiết kế, chi phớ sản xuất thấp, phự hợp với kinh tế của trường phổ thụng, mà vẫn đạt được hiệu quả giỏo dục cao

III.3 Cấu trỳc của giỏo ỏn điện tử.

Một giỏo ỏn điện tử cú thể cú cấu trúc nh sau:

Mục 3 (…)Mục 4 ( )…

Bài… (tên bài học)

Kiểm tra bài cũ

Đặt vấn đềNội dung bài mớiTrọng tâm của bàiPhiếu học tậpBài tập về nhàTham khảo

Mục 1 (…)Mục 2 (…)

…

24

III.4 Quy trình thiết kế giáo án điện tử

Bước 1: chuẩn bịBước 2: xây dựng thư viện tư liệuBước 3: multimedia hoá từng đơn vị kiến thứcBước 4: lùa chọn ngôn ngữ, các phần mềm trình diễn để xây dựng tiến trình dạy học thông qua các hoạt động cụ thể

Bước 5: chạy thử, sửa chữa và hoàn thiện

Dưới đây là nội dung cụ thể của từng bước:

Bước 1: chuẩn bị

Xác định mục tiêu bài học

Đọc kĩ SGK, SGV và kết hợp với các tài liệu tham khảo để tìm hiểu nội dung và cỏi đớch cần đạt tới của mỗi bài Trên cơ sở đó xác định được mục tiêu

về kiến thức, kĩ năng, thái độ và tư duy cho hoc sinh

Phân tích nội dung, xác định phương pháp truyền tải kiến thức

Phân tích nội dung bài học ra từng đơn vị kiến thức, chính xác hoá nội dung, xác định trọng tâm của bài Sắp xếp trình tự các nội dung đó sao cho hợp lý

Xác định phương pháp dạy học cho từng đơn vị kiến thức một cách linh hoạt nhằm đạt được mục tiêu giáo dục đề ra

Sưu tầm kiến thức có liên quan

Bước 2: Xây dựng các thư viện tư liệu:

Sau khi có được đầy đủ tư liệu cần dùng cho giáo án điện tử, phải tiến hành sắp xếp tổ chức lại thành thư viện, tức là tạo cây thư mục hợp lý giúp cho việc tìm kiếm thông tin nhanh chóng và giữ được liên kết trong bài giảng đến các tập tin.

Thư viện tư liệu có thể có dạng:

Bước 3: Multimedia hoá từng đơn vị kiến thức

Đây là bước quan trọng cho việc thiết kế giáo án điện tử để phân biệt với các loại giáo án truyền thống Việc mutimedia hoá được thực hiện qua các bước sau:

Dữ liệu hoá thông tin kiến thức

Phân loại kiến thức được khai thác dưới dạng văn bản, đồ hoạ, âm thanh, phim

Sưu tầm hoặc xây dựng nguồn tư liệu mới sẽ được sử dụng trong bài học.Chọn lựa cỏc phần mềm dạy học có sẵn cần dùng để liên kết

Xử lớ cỏc tư liệu thu được để nâng cao chất lượng về hình ảnh, âm thanh, thẩm mỹ và ý đồ sư phạm

Trî gióp gi¸o viªn Trî gióphäc sinh

26

Bước 4: Lựa chọn ngụn ngữ hoặc cỏc phần mềm trỡnh diễn để xõy dựng tiến trỡnh dạy học thụng qua cỏc hoạt động cụ thể.

Ở đừy tụi chọn phần mềm trỡnh diễn M.S PowerPoint để trỡnh diễn nội dung của giỏo ỏn điện tử

Bước 5: Chạy thử chương trỡnh, sửa chữa và hoàn thiện

Các tiêu chí đánh giá

Số

điểm

Đánh giá của giáo viên

Đánh giá của ngời khác

I Nội dung Tổng điểm: 45

- Truyền đạt đầy đủ nội dung SGK,

Nếu tổng điểm < 50 : Không đạt yêu cầu.

Nếu tổng điểm từ 50 – 70 : Đạt loại trung bình

Nếu tổng điểm từ 70 – 85 : Đạt loại khá

Nếu tổng điểm từ 85 - 100 : Đạt loại tốt

• Nghiên cứu quy trình thiết kế giáo án điện tử, tiêu chí đỏnh giá

• Đề xuất về sử dụng phối hợp phần mềm dạy học với các phương tiện kỹ thuật dạy học khác nhau trong dạy học Hoá học

Phương tiện, thiết bị dạy học, chính là một yếu tố ban đầu tạo tiền đề cho nhận thức lý tính - hình thức nhận thức một cách sâu sắc bản chất các sự vật hiện tượng, thế giới khách quan Thiếu nó quá trình nhận thức sẽ trở nên khó khăn hơn đối với người học, trong đó nhiệm vụ quan trọng là đưa giáo dục tin học vào nhà trường và các phần mềm dạy học được coi là một nhân tố quan trọng

28

CHƯƠNG II

SỬ DễNG PHỐI HỢP CÁC PHẦM MỀM DẠY HỌC ĐỂ THIẾT KẾ CÁC

BÀI GIẢNG CHƯƠNG NGUYÊN TỬ - LÍP 10 THPT

I Nụị dung cơ sở lí thuyết Hóa học

Nội dung cơ sở lí thuyết Hóa học rất quan trọng trong quá trình nhận thức đặc biệt là vấn đề CTNT và ĐLTH Sau đây là sơ lược lịch sử của vấn đề:

I.1 Sơ lược lịch sử của vấn đề

2500 năm trước nhà triết học Hy lạp Democrit đưa ra thuật ngữ nguyên tử Giả thuyết của ông là: “Nếu chia đôi liên tiếp một đồng xu bạc thì phần cuối cùng không thể chia nhỏ hơn là nguyên tử”

2300 năm sau đó khái niệm nguyên tử bị nhà thờ bác bỏ Các nhà khoa học bị đàn áp:

- Bruno bị thiêu sống

- Galile phải thề rằng trái đất đứng yên và mặt trời quay quanh trái đất

Đến thế kỷ XVIII, nhà bác học Nga Lomonoxop đưa ra lí thuyết phân tử, nguyên tủ Khái niệm nguyên tử là hạt đại diện cho nguyên tố Hóa học

Dùa vào thuyết nguyên tử người ta có thể giải thích được nhiều kết quả thực nghiệm về Hóa học và Vật lý

Nhưng phải đợi đến cuối thế kỉ XIX đầu thế kỷ XX, những công trình thực

tạo phức tạp hơn người ta vẫn tưởng Nguyên tử bao gồm hạt nhân tích điện dương và các electron (e) tích điện âm quay quanh nã.

Hạt nhân nguyên tử

Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ hai loại hạt: proton tích điện dương

và nơtron không mang điện Các nhà bác học đã xác định được khối lượng, kích

thước, điện tích của các loại hạt này Từ các loại hạt cơ bản đú, cỏc nhà bác học

đã đưa ra các mô hình phân bố chúng trong nguyên tử Các thuyết cổ điển và hiện đại cơ lượng tử đều xác nhận nguyên tử có cấu trúc gồm hạt nhân nguyên tử

Hạt nhân là cơ sở của nguyên tử, quyết định bản sắc của nó và không bị

biến đổi trong các quá trình Hóa học Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo bởi hai

loại hạt: proton (p) và nơtron (n) trừ hạt nhân nguyên tử hiđro Số lượng (p)

bằng số hiệu nguyên tử, kí hiệu là Z N là kí hiệu chỉ số lượng (n) trong hạt nhân

Proton được Rutherfod tìm ra năm 1916 khi bắn phá hạt nhân nitơ bằng

tia α

B¶ng 3 §Æc tÝnh cña c¸c h¹t cÊu t¹o nªn nguyªn tö

30

Năm 1932 khi tiến hành thí nghiệm bắn phá hạt nhân beri bằng tia α,

Chatwick (cộng tác viên của Rutherford) đã tìm ra được nơtron.

Hạt nhân là một hệ rất phức tạp Do những khó khăn về Toán học cho đến nay việc mô tả cấu trúc hạt nhân là chưa làm được Một số mô hình về cấu trúc hạt nhân đã được xây dựng, nhưng chỉ mô tả được một phạm vi nhất định của

nó Hạt nhân nguyên tử có thể thay đổi trong quá trình của phản ứng hạt nhân,

tạo ra nguyên tử của nguyên tố mới

Số khối (A): A = Z + N

Đồng vị Có khoảng 300 đồng vị tự nhiên và 1000 đồng vị nhân tạo trong

sè 110 nguyên tố hóa học đã biết

Phần quyết định dạng vận động Hóa học – dạng liên kết hóa học giữa các nguyên tử trong phân tử – là líp vỏ electron Vậy chỳng cú cấu trúc như thế nào?

Lớp vá electron của nguyên tử

Năm 1897, J.J.Thomson (nhà bác học Anh), cho phóng điện với thế hiệu

1500 vôn qua hai điện cực gắn vào đầu một ống thủy tinh đó rỳt gần hết không khí (áp suất chỉ còn 0,001 mmHg) thì thấy màn huỳnh quang trong ống thuỷ tinh phát sáng Màn huỳnh quang phát sáng do sự xuất hiện các tia không nhìn thấy được đi từ cực âm sang cực dương Tia này được gọi là tia âm cực, tia âm cực bị lệch về phía cực dương khi đặt ống thuỷ tinh trong một điện trường Tia âm cực

là chùm hạt mang điện tích âm và mỗi hạt đều có khối lượng được gọi là các

electron và kí hiệu là e.

Sự chuyển động của electron trong nguyên tử

a Mô hình nguyên tử của Bo

Mô hình nguyên tử cũ do Rutherfod và Bor đề xướng Mô hình này cho rằng trong nguyên tử các electron chuyển động trên những quỹ đạo tròn hay bầu dục xác định xung quanh hạt nhân, như các hành tinh quay quanh Mặt Trời Do

đó, mô hình này còn được gọi là mô hình hành tinh nguyên tử

Hình 2 Mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford và Borh

Tuy nhiên, mô hình này không phản ánh đúng trạng thái chuyển động của electron trong nguyên tử Từ lí thuyết Vật lí hiện đại, lí thuyết cơ học lượng tử,

ta biết trạng thái chuyển động của electron là những hạt vi mô (những hạt vô cùng nhỏ) có những khác biệt về bản chất so với sự chuyển động của những vật thể vĩ mô (vật thể lớn) mà ta thường quan sát hằng ngày

b Mô hình hiện đại về sự chuyển động của electron trong nguyên tử,

obitan nguyên tử.

Để mô tả đúng đắn cấu tạo nguyên tử, cơ học lượng tử ra đời Trong nguyên tử, các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân không theo một quỹ đạo xác định nào Cơ học lượng tử không xác định vị trí chính xác của

b) Nguyªn tö liti

32

electron trong không gian mà xác định xác suất có mặt electron tại một thời

điểm quan sát được

Nếu ta xét xác suất có mặt của electron trong một đơn vị thể tích (rất nhỏ) thì

giá trị xác suất thu được gọi là mật độ xác suất có mặt electron.

Electron có thể có mặt ở bất kỳ vị trí nào trong không gian nguyên tử nhưng mật độ xác suất có mặt electron không đồng đều Tập hợp tất cả các mật

độ xác suất có mặt electron trong không gian xung quanh hạt nhân cho ta một

hình ảnh được gọi là obitan nguyên tử

Obitan là gì? Mượn khái niệm hàm mật độ xác suất

Theo sgk: Obitan nguyên tử là khoảng không gian xung quanh hạt nhân

mà tại đó tập trung phần lớn xác suất có mặt electron (khoảng 90%).

Theo Hóa lượng tử: Obitan là hàm không gian Ψn, l, m (r, θ, φ), nghiệm của phương trình Schrodingger, mô tả những trạng thái khác nhau của electron trong nguyên tử

Còn hàm│Ψn, l, m (r, θ, φ)│2 cho biết sự phân bố mật độ xác suất có mặt của electron trong nguyên tử ứng với mỗi obitan

Việc giải phương trình Srođingơ làm xuất hiện số lượng tử chính n có vai trò quan trọng nhất Nó có thể nhận những giá trị nguyên dương từ 1 trở đi Nú cũn cho biết electron thuộc líp nào trong nguyên tử Trong nguyên tử hạt nhân mang điện tích dương hút cỏc electron ở cỏc lớp khác nhau bằng các lực liên kết khác nhau Những electron ở gần hạt nhân nhất liên kết với hạt nhân chặt chẽ nhất Người ta núi chỳng ở mức năng lượng thấp nhất Ngược lại những electron

ở líp xa hạt nhân thỡ cú mức năng lượng cao nhất, chúng dễ bị tách ra khỏi nguyên tử hơn các electron khỏc Chớnh cỏc electron này quy định tính chất hóa học của các nguyên tố Tùy theo mức năng lượng cao hay thấp mà electron được phân bố theo từng líp electron (hay mức năng lượng) Các electron có mức năng

lượng gần bằng nhau thuộc cùng một lớp Cỏc lớp electron đánh số n = 1, 2, 3,

kí hiệu: K, L, M, N,

Mỗi líp electron lại được phân chia thành phõn lớp electron Các electron trong mỗi phõn lớp cú mức năng lượng bằng nhau Cỏc phõn lớp được ký hiệu bằng chữ cái s, p, d, f

Những tính toán cơ học lượng tử cho thấy rằng: ngoài kích thước ra các đám mây electron còn khác nhau về hình dạng Để đặc trưng cho hình dạng các đám mây electron người ta đưa thêm số lượng tử obitan l Theo những dữ kiện lý thuyết: Obitan s có dạng hình cầu, các obitan p có hình quả tạ đụi, cỏc obitan f,

g, h có cấu tạo phức tạp hơn

a) Obitan s b) Các obitan px, py, pz

Hình 3 Hỡnh dạng các obitan nguyên tử

Khi đặt nguyên tử vào một từ trường hay điện trường ngoài thỡ cỏc vạch quang phổ sẽ bị tách ra, tức là làm xuất hiện những vạch mới nằm sát nhau Điều

đó có nghĩa là với những giá trị n, l nhất định có thể có một số trạng thái electron

có năng lượng bằng nhau Các trạng thái này gọi là các trạng thái suy biến Sự

34

suy biến sẽ mất đi khi cho một từ trường ngoài tác dụng lên electron và khi đó sẽ xuất hiện những vạch mới trên phổ Những biến đổi năng lượng xảy ra dưới sự tác động của từ trường ngoài là do sự khác nhau về đặc trưng phân bố các đám mây electron đối với nhau Để đặc trưng cho sự phân bố của đám mây electron xung quanh hạt nhân người ta dùng số lượng tử từ ml.

Việc nghiên cứu cấu trúc tinh vi của quang phổ nguyên tử cho thấy rằng: ngoài sự khác nhau về kích thước của đám mây electron,về hình dạng và đặc trưng phân bố đối với nhau, các electron cũn cú một đặc trưng định tính nữa gọi

là spin Một cách đơn giản ta có thể xem spin là sự quay của bản thân electron xung quanh trục của nó, spin có thể dương hoặc âm Để đặc trưng cho spin của electron người ta đưa ra số lượng tử thứ tư ms

Cấu hình líp vỏ electron của nguyên tử được xây dựng dựa trờn một số nguyên lý và quy tắc sau:

Quy tắc Hund 1: Các electron có khuynh hướng sắp xếp nh thế nào để tổng đại số các spin là cực đại.

số lượng tử ml lớn nhất trước.

Hay: Trong cùng một phõn lớp, cỏc electron sẽ phân bố trờn cỏc obitan sao cho

có số electron độc thân là tối đa và các electron này phảicú chiều tự quay giống nhau.

Nhờ áp dụng nguyên lý Pauli và nguyên lý v÷ng bÒn có thể xác định được

số electron tối đa có thể có ở mỗi líp, mỗi phõn lớp, mỗi obitan và cách sắp xếp của chúng trong nguyên tử

- Sè electron tối đa trong mét obitan: ở mỗi obitan các electron được đặc trưng bằng 3 số lượng tử giống nhau thì số lượng tử thứ 4 ms phải khác nhau Nh vậy mỗi obitan chỉ có thể chứa tối đa là 2 electron có spin đối song

- Sè electron tối đa trong một phõn lớp là 2(2l+1)

- Sè electron tối đa trong một líp là 2n2

Các electron líp ngoài cùng hầu nh quyết định tính chất hóa học của một nguyên tố Biết được sự phân bố electron trong nguyên tử, nhất là biết số electron líp ngoài cùng có thể dự đoán được những tính chất hóa học tiêu biểu của nguyên tố đó

Ngày nay cấu tạo nguyên tử trở nên rõ ràng dưới ánh sáng của cơ học lượng tử

Định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Mendeleep công bố ĐLTH năm 1861 Khi đó người ta chưa biết nguyên nhân của ĐLTH Đóng góp lớn nhất của cấu tạo nguyên tử đó là giải thích nguyên nhân của ĐLTH

Định luật tuần hoàn

36

Nội dung định luật, nguyên nhân (sgk Hóa học líp 10)

Sù biến đổi tính chất của các nguyên tố trong chu kỳ, trong phân nhóm chính

I.2 Hệ thống kiến thức về cấu tạo nguyên tử ở trường phổ thông

-Thành phần cấu tạo nguyên tử, đặc điểm các hạt cấu tạo nên nguyên tử.

- Nguyên tố hóa học, những đặc trưng của nguyên tố hóa học

- Cấu trúc vỏ electron nguyên tử

Kích thước khối lượng nguyên tử Điện tích: 1+

Proton(p) Khối lượng: 1đvC Hạt nhân nguyên tử Điện tích: 0

Nơron(n) Khối lượng:1đvC Nguyên

tử Điện tích:

Vá nguyên tử Electron(e) Khối lượng: 5,5.10-4đvC Obitan NT: Không gian mà xác suất có mặt của (e) lớn nhất

Gồm các (e) có năng lượng gần bằng nhau

Cấu Líp (e) Kí hiệu: n = 1, 2, 3…(tương ứng K L M N ) tróc Số lượng obitan: n2

vá (e) Gồm các (e) có năng lượng bằng nhau

của Phõn líp (e) Kí hiệu: s p d f

nguyên Số lượng obitan: 1 3 5 7

tử Nguyờn lí vững bền

Sự phõn bố Trật tự các mức năng lượng

(e) Nguyờn lớ Pau-li

Quy tắc Hund

Cấu hình electron

Đặc điểm của (e) líp ngoài cùng

Điện tích hạt nhân (Z+) : Z = sè proton

Nguyờn tè Số khối (A) : A = Z + N

hóa học Đồng vị.

Nguyên tử khối trung bình: A = a.A100+b.B

Hình 4 Hệ thống kiến thức chương “Nguyờn tử”

I.3 Vai trò của lí thuyết CTNT và ĐLTH trong chương trình Hóa học phổ thông.

+ Nội dung kiến thức trong chương là trừu tượng, khó truyền đạt, khó tiếp thu đòi hỏi giáo viên phải nắm vững cơ sở Húa lớ thuyết và Húa lớ để giúp học sinh hiểu đựơc bản chất, dự đoán các hiện tượng và quy luật của vấn đề vượt qua khuôn khổ của bài học mô tả, từ đó định hướng học sinh trong việc nghiên cứu khoa học

+ Cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn là cơ sở khoa học của môn hóa học

ở trường phổ thông (Toàn bộ những kiến thức cơ bản về Hóa học hiện nay được xây dựng trên cơ sở lí thuyết cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn):

- Kiến thức về nguyên tố được nghiên cứu một cách hệ thống qua từng nhóm, phân nhóm, chu kỳ…

- Kiến thức phần hóa học hữu cơ, lí thuyết về cỏc qỳa trỡnh Hóa học, phản ứng oxi hóa - khử… cũng được xây dựng trên cơ sở lí thuyết cấu tạo nguyên

tử và hệ thống tuần hoàn

38

+ Cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn là phương tiện sư phạm khi dạy học môn Hóa học ở trường phổ thông:

Sau khi học xong phần Cấu tạo nguyên tử và Hệ thống tuần hoàn, phương pháp dạy học các nội dung khoa học Hóa học thay đổi cơ bản so với phương pháp dạy học ở giai đoạn trước

- Phương pháp thường được áp dụng là phương pháp suy diễn Đi từ đặc điểm CTNT đến đặc điểm về vị trí của nguyên tố trong bảng HTTH từ đó suy ra các tính chất hóa học đặc trưng của nguyên tố đó

- Cấu tạo nguyên tử và Hệ thống tuần hoàn là phương tiện sư phạm khi nghiên cứu các nội dung Hóa học

II Giới thiệu một số phần mềm sử dụng, ứng dụng để thiết kế các bài giảng mụn Hoỏ học

Trong luận văn chúng tôi đã sử dụng các phần mềm: Windows, M.S FrontPage, PowenrPoint, Violet, Flash, Orbital Viewer Các phần mềm khác có thể áp dụng trong dạy học Hóa học nh: M.S Publisher, ChemWin, ChemLab, Titration, Isis\Draw, Chem Office,…

II.1 Phần mềm hệ thống windows :

Windows là một hệ thống điều hành bao gồm 1 bộ chương trình để liên kết và điều khiển mọi hoạt động các bộ phận của máy tính ổ đĩa, máy in, bàn phím con chuột màn hình, Nã tạo ra lệnh để con người có thể trực tiếp ra lệnh cho máy Nhờ hệ điều hành mà các chương trình khác nhau có thể chạy được Nếu không có hệ điều hành thì máy tính chỉ là phần cứng vụ dụng Windows là phần mềm được sử dụng rộng rãi không những ở lĩnh vực kinh tế - XH mà còn ở trong lĩnh vực giáo dục Windows có khả năng khai thác xây dựng các phần mềm nói chung và các phần mềm dạy học nói riêng

II.2 Phần mềm thiết kế web M.S FrontPage, M.S Publisher

Đây là những phần mềm có thể lập trình nhiều chức năng, nhờ những câu lệnh ưu việt được thiết kế bằng chương trình Java, những hiệu ứng riêng, có nhiều tiện Ých cho việc thu thập thông tin từ bất cứ trang nào và cả từng phần trong mét trang và cả hiệu ứng màu sắc, âm thanh.

Vớ dô: Việc xây dựng phần trắc nghiệm, xây dựng từ điển hoá học,… trên những câu lệnh ưu việt của phần mềm này

Sau khi soạn thảo xong, M.S FrontPage sẽ cho phép xuất bài soạn ra thành một file EXE hoặc file HTML chạy độc lập, tức là không cần M.S FrontPage vẫn

có thể chạy được trên mọi máy tính, hoặc đưa lên máy chủ thành các bài giảng trực tuyến để sử dụng qua mạng Internet

II.3 Phần mềm trình diễn PowerPoint

PowerPoint là một phần mềm chuyên thiết kế để trình diễn, đối với bộ môn Hóa học, chương trình trình diễn PowerPoint có thể tạo ra những Slide mới làm cho việc dạy học trên máy vi tính cũng tương tự như việc dạy học bằng giáo

án, nhưng chương trình trình diễn PowerPoint có nhiều ưu điểm về các hiệu ứng dịch chuyển trang, nối kết, truy cập thông tin từ bất cứ file dữ liệu nào trong cùng hệ thống máy tính cũng như các hiệu ứng về màu sắc, âm thanh

Vớ dô: Việc sử dụng phần mềm tin học M.S PowerPoint cho việc xây

dựng và giảng dạy theo phương pháp Grap các bài ôn tập tổng kết chương Hóa học phát huy được tính tích cực, chủ động sáng tạo của học sinh trong giê học

Sử dụng phần mềm tin học M.S PowerPoint cho việc xây dựng các bài thí nghiệm ảo, trình diễn các thí nghiệm, mô phỏng, mô tả các mô hình phân tử hay các cơ chế phản ứng

II.4 Phần mềm Violet

40