Biên soạn và sử dụng bài tập tự học phần hóa học đại cương nhằm bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ PHƯỢNG LIÊN BIÊN SOẠN VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TỰ HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ PHƯỢNG LIÊN BIÊN SOẠN VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TỰ HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Chun ngành: Lí luận Phương pháp dạy học mơn Hóa học Mã số: 9140111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: ࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ƣ읶읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿Ƥ읶읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ƥ읶읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ Ʀ읶읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿Ƨ읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ƨƨ҆ʠ࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿Ʃ࿿‫ۋ‬࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ ƪ읶읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ƫ읶읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿Ƭ읶ԕ࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ƭ읶읶 ࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿Ʈ읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿Ư➠ᰤ࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ư읶읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ Ʊ읶읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿Ʋ읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿Ƴ읶읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ƴ읶읶 ࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿Ƶ읶읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ƶ࿿읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿Ʒ읶읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ Ƹ읶읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ƹ읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ƺ⇊읶࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ƻ읶읶 ࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿Ƽᑜ࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿࿿ƽ PGS.TS CAO CỰ GIÁC 5888 PGS.TS NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG NGHỆ AN - 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học riêng tôi, kết luận án trung thực chưa công bố cơng trình khoa học khác Tác giả Nguyễn Thị Phượng Liên ii LỜI CẢM ƠN Trong q trình hồn thành luận án, tơi nhận giúp đỡ vô quý báu tập thể cá nhân Trước hết, xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Cao Cự Giác, PGS.TS Nguyễn Xuân Trường, người thầy đặt viên gạch cho việc định hướng đề tài nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi q trình thực hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng đào tạo Sau đại học, thầy Bộ mơn Lí luận Phương pháp dạy học Hóa học – Viện Sư phạm Tự nhiên, Trường Đại học Vinh; Khoa Sư phạm Khoa học Tự nhiên Trường Đại học Sài Gòn tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn giáo viên em học sinh trường THPT Dân tộc Nội trú – Đồng Nai; THPT Bàu Hàm –Đồng Nai; THPT Nguyễn Thị Minh Khai – TP Hồ Chí Minh; THPT TP Sa Đéc – Đồng Tháp, THPT Nguyễn Đức Mậu – Nghệ An, THPT Sầm Sơn – Thanh Hóa… tạo điều kiện thuận lợi để tơi tiến hành thực nghiệm đề tài Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, đồng nghiệp, bạn bè động viên, khuyến khích hỗ trợ tơi suốt trình học tập nghiên cứu Nghệ An, tháng 02 năm 2020 Tác giả Nguyễn Thị Phượng Liên iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 CHỮ VIẾT TẮT BTHH BTTH CTCT CTPT ĐC ĐHSP ĐHQG GV GS HTBT HTBTTH HS NL NLHS NLTH Nxb PGS PPDH PT PTHH PTN SGK STT TC TB THPT ThN TN TNSP TP TS TSKH CHỮ VIẾT ĐẦY ĐỦ Bài tập hóa học Bài tập tự học Cơng thức cấu tạo Công thức phân tử Đối chứng Đại học sư phạm Đại học quốc gia Giáo viên Giáo sư Hệ thống tập Hệ thống tập tự học Học sinh Năng lực Năng lực học sinh Năng lực tự học Nhà xuất Phó giáo sư Phương pháp dạy học Phổ thơng Phương trình hóa học Phòng thí nghiệm Sách giáo khoa Số thứ tự Tiêu chí Trung bình Trung học phổ thơng Thí nghiệm Thực nghiệm Thực nghiệm sư phạm Thành phố Tiến sĩ Tiến sĩ khoa học iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG Hình 1.1 Chu trình tự học HS Hình 1.2 Sơ đồ cấu trúc NL theo tiếp cận phận 12 Hình 1.3 Các NL chung mối tương quan với trụ cột giáo dục UNESCO 13 Hình 1.4 Các phẩm chất NL cốt lõi mà HS cần đạt theo Chương trình 16 Hình 1.5 Vùng phát triển gần HS theo Vygotsky 20 Hình 1.6 Diễn giải tiêu chí đường phát triển NL thực 21 Hình 1.7 Sơ đồ mức độ phát triển NL Glaser 21 Hình 1.8 Tháp học tập trải nghiệm Edgar Dale 23 Hình 1.9 Thang mức độ nhận thức Bloom 26 Hình 1.10 Sơ đồ cấu trúc hệ tập 27 Hình 1.11 Biểu đồ đánh giá GV HS mức độ NLTH môn Hóa học trường THPT 36 Hình 1.12 Biểu đồ đánh giá GV HS biểu mức độ "Thu thập chọn lọc tài liệu" 37 Hình 1.13 Biểu đồ đánh giá GV HS biểu mức độ "Đọc hiểu tài liệu" 37 Hình 1.14 Biểu đồ đánh giá GV HS biểu mức độ "Phân tích kiện từ tài liệu" 38 Hình 1.15 Biểu đồ đánh giá GV HS biểu mức độ "Vận dụng kiện từ tài liệu" 39 Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc chương trình hóa học đại cương trường THPT 46 Hình 2.2 Quy trình xây dựng khung NLTH mơn Hóa học thơng qua BTTH hóa học 48 Hình 2.3 Quy trình đề xuất áp dụng biện pháp tổ chức dạy học 122 Hình 2.4 Quy trình xây dựng cơng cụ đánh giá NLTH mơn Hóa học 134 Hình 3.1 Đồ thị đường lũy tích kiểm tra vòng thăm dò 145 Hình 3.2 Biểu đồ kết học tập kiểm tra vòng thăm dò 146 Hình 3.3 Đồ thị đường lũy tích kiểm tra vòng 148 Hình 3.4 Biểu đồ kết học tập kiểm tra vòng 148 Hình 3.5 Đồ thị GV đánh giá TC NLTH HS vòng 150 Hình 3.6 Đồ thị HS tự đánh giá TC NLTH HS vòng 151 Hình 3.7 HS lớp 10 C6 trường THPT Nguyễn Đức Mậu học mơn Hóa học 153 Hình 3.8 Đồ thị đường lũy tích kiểm tra vòng 154 Hình 3.9 Biểu đồ kết học tập kiểm tra vòng 154 Hình 3.10 Đồ thị GV đánh giá TC NLTH HS vòng 156 Hình 3.11 Đồ thị HS tự đánh giá TC NLTH HS vòng 157 v Hình 3.12 Cơ Vũ Hoàng Thanh Phương HS lớp 12A1 trường THPT Dân tộc Nội trú tỉnh Đồng Nai học mơn Hóa học 159 Hình 3.13 HS lớp 10A4 trường THCS THPT Bàu Hàm học mơn Hóa học 159 Bảng 1.1 Số liệu điều tra cần thiết phải xây dựng hệ thống BTHH .32 Bảng 1.2 Số liệu điều tra việc sử dụng hệ thống BTHH GV HS trường THPT 33 Bảng 1.3 Số liệu điều tra mức độ hiểu biết GV BTTH xu hướng xây dựng hệ thống BTHH 34 Bảng 3.1 Các lớp TN ĐC thăm dò 139 Bảng 3.2 Các lớp TN ĐC vòng 140 Bảng 3.3 Các lớp TN ĐC vòng 141 Bảng 3.4 Kết kiểm tra vòng thăm dò 145 Bảng 3.5 Phân phối tần số, tần suất tần suất lũy tích kiểm tra vòng thăm dò 145 Bảng 3.6 Tổng hợp kết học tập kiểm tra vòng thăm dò 146 Bảng 3.7 Tổng hợp tham số đặc trưng kiểm tra vòng thăm dò 146 Bảng 3.8 Kết kiểm tra vòng 147 Bảng 3.9 Phân phối tần số, tần suất tần suất lũy tích kiểm tra vòng 147 Bảng 3.10 Tổng hợp kết học tập kiểm tra vòng 148 Bảng 3.11 Tổng hợp tham số đặc trưng kiểm tra vòng 148 Bảng 3.12 Bảng GV đánh giá TC NLTH HS vòng 149 Bảng 3.13 Bảng HS tự đánh giá TC NLTH HS vòng 150 Bảng 14 Kết kiểm tra vòng 153 Bảng 15 Phân phối tần số, tần suất tần suất lũy tích kiểm tra vòng 153 Bảng 3.16 Tổng hợp kết học tập kiểm tra vòng 154 Bảng 3.17 Tổng hợp tham số đặc trưng kiểm tra vòng 155 Bảng 3.18 Bảng GV đánh giá TC NLTH HS vòng 155 Bảng 3.19 Bảng HS tự đánh giá TC NLTH HS vòng 156 vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG iv MỤC LỤC vi MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Khách thể đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Phương pháp nghiên cứu Điểm luận án Cấu trúc luận án CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ NĂNG LỰC TỰ HỌC VÀ BÀI TẬP HÓA HỌC 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.1.1 Vấn đề tự học giới 1.1.2 Vấn đề tự học Việt Nam 1.2 Tự học 1.2.1 Khái niệm tự học 1.2.2 Các hình thức tự học 1.2.3 Chu trình tự học học sinh 1.2.4 Vai trò tự học 1.3 Bồi dưỡng lực tự học cho học sinh 10 1.3.1 Năng lực 10 1.3.2 Năng lực tự học lực tự học hoá học 18 1.3.3 Một số lí thuyết tảng cho dạy học phát triển lực học sinh 19 1.4 Học tập chủ động trải nghiệm 23 1.5 Thang đo lực nhận thức Bloom 24 1.5.1 Biết (Knowledge) 24 1.5.2 Hiểu (Comprehention) 24 1.5.3 Ứng dụng (Application) 24 1.5.4 Phân tích (Analysis) 25 1.5.5 Tổng hợp (Synthesis) 25 1.5.6 Đánh giá (Evaluation) 25 PL82 Trong dịch vị dày người có chứa HCl Khi bị đau dày, nồng độ HCl tăng cao Dược phẩm nabica dùng để trung hòa bớt lượng HCl dư dày Hãy cho biết thành phần nabica chất sau đây? A NaHCO B NaOH C NaCl D Na SO Dặn dò: Học làm tập 4,5, SGK trang 14, tập HTBTTH Chuẩn bị PL83 Tiết 7, Bài 5: AXIT, BAZƠ VÀ MUỐI PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI I Mục tiêu học Kiến thức-kĩ Củng cố kiến thức rèn luyện cho HS kĩ axit, bazơ, muối phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li Mức độ biết: Phát biểu khái niệm axit, bazơ, muối, hidroxit lưỡng tính Viết phương trình điện li nước, cơng thức tích số ion nước Nêu điều kiện xảy phản ứng dung dịch chất điện li Phát biểu khái niệm pH Viết thang pH Trình bày khoảng chuyển màu chất thị axit – bazơ Mức độ hiểu: Viết phương trình điện li chất dung dịch + Giải thích giá trị nồng độ ion H pH mơi trường Giải thích phản ứng xảy dung dịch chất điện li Mức độ vận dụng: Tính nồng độ ion dung dịch Giải toán phương pháp bảo tồn điện tích Dự đốn trường hợp xảy phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li Viết phương trình phân tử, phương trình ion phương trình ion rút gọn phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li Giải tập sử dụng phương trình ion + - Tính tốn nồng độ ion H , OH pH dung dịch Sử dụng chất thị axit – bazơ máy đo pH để xác định pH dung dịch TN Mức độ vận dụng sáng tạo: Sử dụng tượng hóa học đặc biệt để nhận biết hóa chất thơng qua phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li Ứng dụng pH thực tiễn Thay đổi giá trị pH cho phù hợp với mong muốn đời sống sản xuất Trọng tâm Củng cố kiến thức rèn luyện kĩ axit, bazơ, muối phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li PL84 Tình cảm-thái độ Giáo dục cho HS lòng u thích mơn học, vai trò hóa học thực tiễn Phát triển lực - Năng lực tự học - Năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học - Năng lực tính tốn - Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn - Năng lực thực hành hóa học - Năng lực hợp tác, làm việc nhóm Chuẩn bị Giáo viên Hình vẽ, tập, phiếu học tập, máy chiếu, SGK… Học sinh Học cũ làm tập nhà trước đến lớp Phương pháp: Thuyết trình, phát vấn, trực quan, sử dụng BTTH IV Tiến trình dạy học Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số Kiểm tra cũ: Kiểm tra trình luyện tập Bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG Hoạt động 1: Củng cố kiến thức cần nắm vững GV chia nhóm HS để Thảo luận nhóm đại diện I Kiến thức cần nắm vững thảo luận hoàn thành nhóm ttrình bày nội dung Phiếu học tập số phiếu học tập phiếu học tập lên bảng Phiếu học tập số Nhóm 1: Phiếu học Phiếu học tập số tập số Nhóm 2: Phiếu học tập số Nhóm 3: Phiếu học tập số Yêu cầu HS lên bảng trình bày nội dung thảo luận PL85 GV nhận xét, bổ sung cần Phiếu học tập số *Kiến thức: + Axit tan nước phân li ion H - Bazơ tan nước phân li ion OH Hiđroxit lưỡng tính khí tan nước vừa phân li axit vừa phân li bazơ Hầu hết muối tan nước phân li hoàn toàn cation kim loại + (hoặc cation NH4 ) anion gốc axit Nếu gốc axit chứa hiđro có tính axit, gốc tiếp tục phân li yếu + cation H anion gốc axit *Bài tập (SGK trang 22) Phương trình điện li chất: K2S 2K+ +S2Na HPO HPO4 2- 2Na + +HPO 2+ H +PO4 3- Pb(OH) Pb 2+ +2OH- Pb(OH) 2H + +PbO22- HBrO H + +BrOHF HClO H+ +FH + +ClO - Phiếu học tập số *Kiến thức: Phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li xảy ion kết hợp với tạo thành chất sau: chất kết tủa, chất điện li yếu, chất khí Phương trình ion rút gọn cho biết chất phản ứng dung dịch chất điện li Trong phương trình ion rút gọn, người ta loại bỏ ion khơng tham gia phản ứng, chất kết tủa chất điện li yếu chất khí giữ nguyên dạng phân tử *Bài tập (SGK trang 22) Các phương trình phân tử ion rút gọn phản ứng: a Na2CO3 + Ca(NO3)2 → CaCO3 + NaNO3 Ca 2+ + CO3 2– → CaCO3 PL86 b FeSO4 + NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4 2+ – Fe + 2OH Fe(OH)2 c NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O – + HCO3 + H CO2 + H2O NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O – – 2– HCO3 + OH CO3 + H2O Khơng có phản ứng Pb(OH)2+HNO3 Pb(NO3)2 +2H2O + 2+ Pb(OH)2 + 2H Pb + 2H2O Pb(OH)2+2NaOH Na2PbO2 +2H2O Pb(OH)2 + 2OH– PbO22– + 2H2O CuSO4 + Na2S CuS + Na2SO4 2+ 2– Cu + S CuS Phiếu học tập số *Kiến thức: KH2O(250C) = [H+ ].[OH- ] = 10-7 10-7 = 10-14 Môi trường trung tính: [H + ] = 10 -7 M pH = Môi trường axit: [H + ] > 10 -7 M pH < Môi trường bazơ: [H + ] < 10 -7 M pH > Quỳ tím: pH ≤ 6: màu đỏ < pH < 8: màu tím pH ≥ 8: màu xanh Phenol phtalein: pH < 8,3: không màu pH ≥ 8,3: màu hồng Chất thị vạn năng: so màu xác định pH dung dịch *Bài tập (SGK trang 22) Ta có: [H + ] = 0,01M = 10 -2 M = Suy ra: [OH - ]= = 10 -12M ; pH = -lg[H + ] = -lg10 -2 = 10 -14 + [H ] 10-14 10-2 Môi trường dung dịch axit, màu quỳ tím dung dịch màu đỏ *Bài tập (SGK trang 22) Ta có: pH = PL87 Suy ra: [H+ ] = 10-9M ; [OH- ] = 10-14 = 10-14 = 10-5M [H+ ] 10-9 Môi trường dung dịch bazơ, màu phenol phtalein dung dịch màu hồng Hoạt động 2: Làm tập GV chia lớp thành HS thảo luận trình bày BT II Bài tập nhóm Nhóm làm BT Bài Giấm dung dịch Nhóm làm BT 1; Phương trình điện li axit có vị chua, hình thành từ Nhóm làm BT hệ BTTH axetic nước lên men rượu etylic - thống CH3COOH +H + Chất gây vị chua giấm dung dịch axit axetic CH3COO Vị chua giấm ion GV hướng dẫn HS H+ (CH3COOH) có nồng độ phân tích đề bài, lấy khoảng 5% thông tin cung cấp để Giấm dùng nhiều + trả lời câu hỏi CH3COOH ẩm thực Giấm cho thêm - BT CH3COO + H t = 0,1 [ ] (0,1 – x) x x.x 1,8.10 0,1 x Giả sử x