Phát triển năng lực khoa học cho học sinh thông qua hệ thống bài tập hóa học phần phi kim hóa học 11 nâng cao

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i NHỮNG CỤM TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN ii DANH MỤC BẢNG, BIỀU iii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ iv MỞ ĐẦU 1 1. Lí do chọn đề tài 1 2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu 2 2.1. Trên thế giới 2 2.2. Ở Việt Nam 3 3. Mục đích nghiên cứu 4 4. Nhiệm vụ nghiên cứu 4 5. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 5 6. Vấn đề nghiên cứu 5 7. Phạm vi nghiên cứu 5 8. Giả thuyết khoa học 5 9. Phương pháp nghiên cứu 5 9.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận 5 9.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 6 9.3. Phương pháp xử lý thông tin 6 10. Đóng góp của đề tài 6 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP HÓA HỌC ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 7 1.1. Định hướng đổi mới chương trình giáo dục từ nội dung sang năng lực 7 1.1.1. Chương trình giáo dục định hướng nội dung dạy học 7 1.1.2. Chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực 8 1.2. Năng lực và sự phát triển năng lực cho học sinh Trung học phổ thông 9 1.2.1. Khái niệm năng lực 9 1.2.2. Các loại năng lực 11 1.2.3. Năng lực của học sinh Trung học phổ thông 13 1.2.4. Các phương pháp đánh giá năng lực học sinh 13 1.3. Năng lực khoa học 16 1.3.1. Khái niệm năng lực khoa học 16 1.3.2. Cấu trúc của năng lực khoa học 18 1.4.3. Những biểu hiện của năng lực khoa học 20 1.4.4. Biện pháp phát triển năng lực khoa học cho học sinh THPT 21 1.4. Bài tập hóa học 22 1.4.1. Khái niệm bài tập hóa học 22 1.4.2. Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học 22 1.4.3. Phân loại BTHH 23 1.4.4. Xu hướng xây dựng bài tập hóa học 26 1.4.5. Những đặc điểm của bài tập theo định hướng năng lực 27 1.4.6. Các bậc trình độ trong bài tập theo định hướng năng lực 28 1.4.7. Quy trình biên soạn câu hỏi/bài tập kiểm tra, đánh giá theo định hướng năng lực của một chủ đề 29 1.5. Thực trạng việc sử dụng bài tập hóa học và phát triển năng lực khoa học cho học sinh trong quá trình dạy học Hóa học ở một số trường trung học phổ thông của Thành phố Hải Phòng 29 1.5.1. Điều tra thực trạng việc sử dụng bài tập hóa học và phát triển năng lực khoa học cho học sinh trong quá trình dạy học Hóa học ở một số trường trung học phổ thông của Thành phố Hải Phòng 29 1.5.2. Đánh giá kết quả điều tra 30 Tiểu kết chương 1 34 CHƯƠNG 2 35 PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC CHO HỌC SINH 35 THÔNG QUA HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC PHẦN PHI KIM 35 - HÓA HỌC 11 NÂNG CAO 35 2.1. Phân tích nội dung, cấu trúc chương trình phần phi kim - Hóa học 11 nâng cao 35 2.1.1. Mục tiêu phần phi kim - Hóa học 11 nâng cao 35 2.1.2. Phân phối chương trình phần phi kim - Hóa học 11 nâng cao 36 2.1.3. Một số điểm cần chú ý về nội dung và PPDH phần phi kim - Hóa học 11 nâng cao 37 2.2. Nguyên tắc tuyển chọn và quy trình xây dựng bài tập Hóa học để phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học phổ thông 39 2.2.1. Nguyên tắc tuyển chọn và xây dựng bài tập Hóa học để phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học phổ thông 39 2.2.2. Quy trình xây dựng bài tập hóa học để phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học phổ thông 40 2.2.3. Nguyên tắc sắp xếp hệ thống bài tập Hóa học để phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học phổ thông 45 2.3. Hệ thống bài tập hoá học phần phi kim - Hóa học 11 nâng cao để phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học phổ thông 45 2.3.1. Hệ thống bài tập chương “Nhóm nitơ” 45 2.3.2. Hệ thống BTHH chương “Nhóm cacbon” 59 2.4. Sử dụng hệ thống BTHH nhằm phát triển NLKH cho HS THPT 67 2.4.1. Phát triển NLKH cho HS trong giờ dạy nghiên cứu kiến thức mới thông qua sử dụng bài tập có kiến thức thực hành, thực tiễn 67 2.4.2. Phát triển NLKH cho HS trong các giờ ôn tập, luyện tập thông qua sử dụng bài tập có kiến thức thực hành, thực tiễn 69 2.4.3. Phát triển NLKH cho HS trong các giờ dạy thực hành 71 2.4.4. Phát triển NLKH cho HS thông qua bài tập sử dụng trong dạy học theo dự án 71 2.5. Một số kế hoạch bài dạy học (giáo án) minh họa 74 2.5.1. Kế hoạch bài dạy học 1. Bài dạy nghiên cứu kiến thức mới (dạy học theo dự án) 75 2.5.2. Kế hoạch bài dạy học 2: Bài dạy ôn tập, luyện tâp 80 2.5.3. Kế hoạch bài dạy học 3: Bài dạy thực hành 84 Tiểu kết chương 2 87 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 89 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 89 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm 89 3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 89 3.2. Nội dung và kế hoạch thực nghiệm sư phạm 89 3.2.1. Nội dung thực nghiệm sư phạm 89 3.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 90 3.3. Kết quả và đánh giá thực nghiệm sư phạm 91 3.3.1. Kết quả thực nghiệm sư phạm 91 3.3.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 94 Tiểu kết chương 3 98 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KHUYẾN NGHỊ 99 1. KẾT LUẬN CHUNG 99 2. MỘT SỐ ĐỀ XUẤT 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 PHỤ LỤC 106 PHỤ LỤC 1: PHIẾU ĐIỀU TRA 106 PHỤ LỤC 2: BẢNG KIỂM QUAN SÁT 112 PHỤ LỤC 3. ĐỀ, ĐÁP ÁN BÀI KIỂM TRA 114 ii NHỮNG CỤM TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN BTHH Bài tập hóa học DHHH Dạy học hóa học ĐC Đối chứng GDMT Giáo dục môi trường GV Giáo viên HS Học sinh NLKH Năng lực khoa học Nxb Nhà xuất bản PPDH Phương pháp dạy học PPNC Phương pháp nghiên cứu PTHH Phương trình hóa học SGK Sách giáo khoas THPT Trung học phổ thông TNSP Thực nghiệm sư phạm iii DANH MỤC BẢNG, BIỀU Trang Bảng 1.1. Kết quả điều tra dành cho GV THPT về việc sử dụng BTHH 30 Bảng 1.2. Kết quả điều tra dành cho GV THPT về biểu hiện NLKH 32 Bảng 1.3 Kết quả điều tra dành cho HS THPT 33 Bảng 3.1: Kết quả (tần số) các bài kiểm tra 90 Bảng 3.2: Bảng tổng hợp kết quả (tần số) các bài kiểm tra 90 Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất lũy tích các bài kiểm tra 91 Bảng 3.4: Bảng phân loại kết quả học tập của HS qua các bài kiểm 92 Bảng 3.5: Bảng giá trị các tham số đặc trưng của bài kiểm 93 Bảng 3.6: Kết quả đánh giá của GV về sự tiến bộ NLKH của HS qua bảng kiểm quan sát 94 Bảng 3.7: Bảng giá trị X và S của từng lớp 95 Bảng 3.8: Bảng Giá trị của p và mức độ ảnh hưởng ES 96 iv DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn đường lũy tích bài kiểm tra số 1 91 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn đường lũy tích bài kiểm tra số 2 91 Hình 3.3: Đồ thị phân loại kết quả học tập của HS (Bài kiểm tra số 1) 91 Hình 3.4: Đồ thị phân loại kết quả học tập của HS (Bài kiểm tra số 2) 92 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Giáo dục là một bộ phận quan trọng trong hệ thống xã hội, quyết định quan trọng đến sự hình thành và phát triển con người, nhân tố trung tâm quyết định đến sự phát triển của xã hội. Vì vậy quốc gia nào, dân tộc nào cũng quan tâm đến giáo dục. Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8 Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XI đã nêu rõ mục tiêu tổng quát là: “Tạo chuyển biến căn bản về chất lượng và hiệu quả của giáo dục và đào tạo, khắc phục cơ bản các yếu kém kéo dài đang gây bức xúc trong xã hội. Giáo dục con người Việt Nam phát triển toàn diện và phát huy tốt nhất tiềm năng của mỗi cá nhân; yêu gia đình, yêu Tổ quốc, hết lòng phục vụ nhân dân và đất nước; có hiểu biết và kĩ năng cơ bản, khả năng sáng tạo để làm chủ bản thân, sống tốt và làm việc hiệu quả. Xây dựng nền giáo dục mở, thực học, thực nghiệp, dạy tốt, học tốt, quản lí tốt; có cơ cấu và phương thức giáo dục hợp lí, gắn với xây dựng xã hội học tập; bảo đảm các điều kiện nâng cao chất lượng; hệ thống đánh giá và đào tạo được chuẩn hóa, hiện đại hóa, dân chủ hóa, xã hội hóa và hội nhập quốc tế; giữ vững định hướng xã hội chủ nghĩa và mang đậm bản sắc dân tộc. Phấn đấu đến năm 2030, nền giáo dục Việt Nam đạt trình độ tiên tiến ở khu vực”. Đồng thời cũng đề ra mục tiêu cụ thể của giáo dục phổ thông: “Tập trung nâng cao dân trí, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, định hướng nghề nghiệp cho học sinh (HS). Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục đạo đức, lối sống, kĩ năng, ngoại ngữ (chủ yếu là tiếng Anh), tin học, năng lực thực hành và vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Tạo hứng thú và hình thành năng lực tự học để đáp ứng nhu cầu học tập suốt đời của mỗi HS”. Trước sức ép của xu hướng toàn cầu hóa, các nền giáo dục trên thế giới đang có sự biến chuyển mạnh mẽ, hướng đến sự hoàn thiện và chuẩn chung cho thế hệ công dân toàn cầu. Trong bối cảnh đó, năm 1997, OECD đã khởi xướng Chương trình đánh giá HS quốc tế PISA. Tôn chỉ của PISA không phải để kiểm tra khối lượng kiến thức HS học được trong nhà trường mà điều tra khả năng HS ứng dụng như thế nào những kiến thức đã học trong nhà trường vào các tình huống ứng dụng hữu ích trong cuộc sống thông qua ba năng lực: Toán, Đọc hiểu, Khoa học. 2 Do đó, một trong những nhiệm vụ và vai trò đặc biệt quan trọng của các trường Trung học phổ thông (THPT) là giáo dục toàn diện kết hợp với giáo dục phân hóa ở mức độ thích hợp nhằm nâng cao hiệu quả giáo dục nói chung và phát triển năng lực khoa học (NLKH) nói riêng. Trong quá trình dạy học Hóa học (DHHH), bài tập (BT) là một yếu tố rất quan trọng. Qua thực tế, quá trình dạy học có hiệu quả hay không, HS có nhận thức tích cực, sáng tạo hay không và hình thành các kỹ năng, kỹ xảo hay không… phụ thuộc rất nhiều vào hệ thống BT được thiết kế và sử dụng tốt hay không. Vì vậy, giáo viên (GV) cần tuyển chọn và xây dựng hệ thống BT đa dạng và phong phú về nội dung, phù hợp với đối tượng HS… và sử dụng hệ thống BT đó một cách hợp lí để nâng cao chất lượng dạy học, qua đó hình thành cho người học những năng lực cần thiết, đặc biệt là NLKH. Với những lý do trên, chúng tôi đã lựa chọn nghiên cứu đề tài: “Phát triển năng lực khoa học cho học sinh thông qua hệ thống bài tập phần Phi kim - Hóa học 11 nâng cao” 2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu 2.1. Trên thế giới Vấn đề thiết kế và sử dụng hệ thống BT đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Ngay từ thế kỷ 18, nhà giáo dục Thụy Sỹ Pestalogi (1746 – 1827) đã khẳng định: “Khả năng thực hiện những điều mà trái tim và khối óc đòi hỏi phần lớn là tùy thuộc vào những kỹ năng hành động của con người. Những kỹ năng này được hình thành nhờ một hệ thống các BT đặc biệt, có hệ thống và mức độ khó khăn, phức tạp tăng dần với yêu cầu từ kỹ năng đơn giản đến kỹ năng phức tạp”. Cuối những năm 80 của thế kỷ XX, một số nhà giáo dục của Liên Xô (cũ) như G.C.Koschuc, G.A.Ball, V.C.Avanhexop… coi quá trình dạy học là quá trình tổ chức cho HS thực hiện các BT. I.F. Khalamov khẳng định: “Sự hình thành kỹ năng, kỹ xảo sẽ diễn ra thông minh hơn, nếu ngoài công tác thực hành, quá trình đó còn kèm theo cả hoạt động trí tuệ tích cực của HS. Vì vậy, các bài luyện tập cần phải đa dạng, đòi hỏi sự suy nghĩ và đôi chút sáng tạo”. 3 Như vậy, nghiên cứu, xây dựng và sử dụng BT trong dạy học không phải là vấn đề mới trong thực tiễn mà đã được các nhà khoa học đề cập từ rất sớm. Điểm thống nhất giữa các tác giả là: Giải BT là quá trình củng cố tri thức, phát huy nội lực trí tuệ của người học, bồi dưỡng niềm đam mê, tính sáng tạo trong khoa học nhằm góp phần đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) trong nhà trường. 2.2. Ở Việt Nam Chúng tôi tìm hiểu thấy đã có một vài công trình khoa học nghiên cứu về việc hình thành và phát triển năng lực cho HS như: - Trần Thị Thu Huệ (2012), Phát triển một số năng lực của HS trung học phổ thông thông qua phương pháp và sử dụng thiết bị trong DHHH phần hóa học vô cơ, Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục, Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam. - Nguyễn Văn Khánh (2012), Tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học (BTHH) có nội dung thực tiễn để phát triển năng lực vận dụng kiến thức của HS THPT tỉnh Nam Định (phần hữu cơ Hóa học lớp 12 nâng cao), Luận văn Thạc sĩ Sư phạm hóa học, trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia (ĐHQG) Hà Nội. Đồng thời, chúng tôi thấy rằng việc sử dụng BTHH như một đối tượng nghiên cứu đã được rất nhiều tác giả quan tâm. Có một số công trình nghiên cứu như: - Lê Văn Dũng (2001), Phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho HS THPT thông qua BTHH, Luận án Tiến sĩ Giáo dục học, Trường Đại học Sư phạm (ĐHSP) Hà Nội. - Cao Cự Giác (2006) “Thiết kế và sử dụng BTHH TN nhằm rèn luyện kĩ năng thực hành hóa học cho HS trung học phổ thông”, Luận án Tiến sĩ Giáo dục học, Trường ĐHSP Hà Nội. - Vũ Anh Tuấn (2006) "Xây dựng hệ thống BTHH nhằm rèn luyện tư duy trong việc bồi dưỡng HS giỏi hóa học ở trường trung học phổ thông", Luận án Tiến sĩ Giáo dục học, Trường ĐHSP Hà Nội. - Nguyễn Ngọc Hà (2011), Tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống BT có nội dung thực tiễn trong dạy học hóa học ở các trường THPT tỉnh Sơn La (phần hoá học phi kim lớp 10 và 11, Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học, trường ĐHSP Hà Nội. [...]... thực tiễn của việc sử dụng bài tập hóa học để phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học phổ thông Chương 2 Phát triển năng lực khoa học cho học sinh thông qua hệ thống bài tập phần phi kim - Hóa học 11 nâng cao Chương 3 Thực nghiệm sư phạm 6 Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP HÓA HỌC ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1 Định hướng đổi... năng lực tư duy, năng lực tự quản lý) - Nhóm năng lực về quan hệ xã hội (năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác) - Nhóm năng lực công cụ (năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông, năng lực sử dụng ngôn ngữ, năng lực tính toán) - Nhóm các năng lực chuyên biệt (năng lực đặc thù) Đối với môn Hóa học, theo chúng tôi có thể có các năng lực đặc thù sau: Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học, năng lực. .. những biện pháp phát triển NLKH cho HS thông qua hệ thống BT phần phi kim - Hóa học 11 nâng cao, qua đó góp phần nâng cao chất lượng DHHH ở trường phổ thông 4 Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lí luận liên quan đến đề tài: Đổi mới PPDH hóa học, BTHH, những vấn đề tổng quan về năng lực, NLKH và phát triển NLKH cho HS THPT - Đánh giá thực trạng việc sử dụng BTHH để phát triển NLKH cho HS trong quá... sau: Năng lực dạy học; năng lực giáo dục; năng lực chuẩn đoán, đánh giá và tư vấn; năng lực đổi mới, phát triển nghề nghiệp và phát triển trường học Mô hình bốn thành phần năng lực trên phù hợp với bốn trụ cột giáo dục theo UNESCO: Các thành phần năng lực Các trụ cột giáo dục của UNESO Năng lực chuyên môn Học để biết Năng lực phương pháp Học để làm Năng lực xã hội Học để cùng chung sống Năng lực cá... trạng việc sử dụng BT và phát triển NLKH cho HS trong DHHH ở một số trường THPT Thành phố Hải Phòng - Tuyển chọn, xây dựng hệ thống BT phần phi kim - Hóa học 11 nâng cao dùng để phát triển NLKH cho HS trường THPT - Đề xuất một số biện pháp sử dụng BT phần phi kim - Hóa học 11 nâng cao để phát triển NLKH cho HS trường THPT 11 Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu và kết luận, phần nội dung của luận văn... cứu: Hệ thống BT (Phần phi kim - Hóa học 11 nâng cao) và các biện pháp phát triển NLKH cho HS THPT 6 Vấn đề nghiên cứu Đề tài tập trung vào nghiên cứu hai vấn đề cơ bản sau: - Tuyển chọn và xây dựng hệ thống BTHH trong dạy học phần phi kim - Hóa học 11 nâng cao - Đề xuất các biện pháp sử dụng hệ thống BT đã xây dựng để phát triển và đánh giá NLKH của HS ở trường THPT 7 Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập. .. chung sống Năng lực cá thể Học để tự khẳng định 12 Từ cấu trúc của khái niệm năng lực cho thấy giáo dục định hướng phát triển năng lực không chỉ nhằm mục tiêu phát triển năng lực chuyên môn bao gồm tri thức, kỹ năng chuyên môn mà còn phát triển năng lực phương pháp, năng lực xã hội và năng lực cá thể Những năng lực này không tách rời nhau mà có mối quan hệ chặt chẽ Năng lực hành động được hình thành... trung học phổ thông của Thành phố Hải Phòng 1.5.1 Điều tra thực trạng việc sử dụng bài tập hóa học và phát triển năng lực khoa học cho học sinh trong quá trình dạy học Hóa học ở một số trường trung học phổ thông của Thành phố Hải Phòng + Mục đích điều tra, đánh giá: Đánh giá việc sử dụng BTHH trong DHHH ở trường THPT, quan hệ giữa BTHH và việc phát triển NLKH cho HS trong quá trình dạy học môn Hoá học. .. các vấn đề hóa học - Kết nối dữ kiện để đưa ra các phán đoán về các vấn đề hóa học tương tự hoặc hệ quả - Có niềm tin hứng thú đối với môn Hóa học 1.4.4 Biện pháp phát triển năng lực khoa học cho học sinh THPT NLKH là một trong những năng lực quan trọng mà GV cần hình thành cho HS trong quá trình dạy học NLKH cũng như các năng lực khác, không phải là bẩm sinh mà cần được hình thành và phát triển trong... độ đối với sự phát triển năng lực có thể được xác định trong các chuẩn: Đến một thời điểm nhất định nào đó, HS có thể, cần phải đạt được những gì? 1.2.2 Các loại năng lực Có nhiều loại năng lực khác nhau, trong đó năng lực hành động là một loại năng lực Khái niệm phát triển năng lực trong dạy học và học tích cực đồng nghĩa với việc phát triển năng lực hành động Năng lực hành động là khả năng thực hiện . bài tập hóa học để phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học phổ thông Chương 2. Phát triển năng lực khoa học cho học sinh thông qua hệ thống bài tập phần phi kim - Hóa học 11 nâng. xếp hệ thống bài tập Hóa học để phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học phổ thông 45 2.3. Hệ thống bài tập hoá học phần phi kim - Hóa học 11 nâng cao để phát triển năng lực khoa học. dựng bài tập Hóa học để phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học phổ thông 39 2.2.2. Quy trình xây dựng bài tập hóa học để phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học phổ thông