Dạy học theo chủ đề tích hợp liên môn chương cacbon silic hóa học 11 nâng cao nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trung học phổ thông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC   o0o - BÙI THỊ MƠ DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP LIÊN MƠN CHƢƠNG “CACBON - SILIC”HÓA HỌC 11 NÂNG CAO NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM HÓA HỌC Hà Nội – 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC   o0o - BÙI THỊ MƠ DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP LIÊN MƠN CHƢƠNG “CACBON - SILIC”HĨA HỌC 11 NÂNG CAO NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM HÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MƠN HĨA HỌC Mã số: 60140111 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS.Lâm Ngọc Thiềm Hà Nội – 2017 LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành khoa Sư phạm - Trường Đại học Giáo dục - ĐHQGHN Với lòng biết ơn sâu sắc, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới GS.TS Lâm Ngọc Thiềm, người tận tình bảo hướng dẫn tác giả suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn tập thể thầy giáo, cô giáo trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội nhiệt tình giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ tác giả suốt trình học tập nghiên cứu luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Tập thể lãnh đạo, thầy giáo, cô giáo em học sinh trường THPT A Hải Hậu THPT Trần Quốc Tuấn - tỉnh Nam Định tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ nhiều thời gian môi trường thực nghiệm để tác giả hoàn thành luận văn Cuối xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ, động viên tác giả hoàn thành luận văn Hà Nội, tháng năm 2017 Bùi Thị Mơ i DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết đầy đủ Công nghiệp Công thức cấu tạo Dạy học theo dự án Đại học Sư phạm Đối chứng Giáo dục Giáo dục đào tạo Giải vấn đề Giáo viên Học sinh Kim loại kiềm Năng lực Năng lực giải vấn đề ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii DANH MỤC CÁC BẢNG .vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Lịch sử vấn đề nghiên cứu 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 Đóng góp đề tài 10 Cấu trúc luận văn CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP LIÊN MƠN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH 1.1 Đổi giáo dục phổ thông sau năm 2015 Việt Nam .6 1.2 Năng lực việc phát triển lực giải vấn đề sáng tạo cho học sinh THPT 1.2.1 Khái niệm lực 1.2.2 Các loại lực 1.2.3 Phẩm chất, lực chung lực đặc thù môn học cần phát triển cho học sinh trung học phổ thông 1.2.4 Phân tích cấu trúc lực GQVĐ HS thơng qua dạy học hóa học 10 1.2.5 Phương pháp đánh giá lực giải vấn đề .13 1.3 Tích hợp liên mơn dạy học theo chủ đề tích hợp liên môn 14 1.3.1.Khái niệm dạy học tích hợp liên mơn 14 1.3.2 Chủ đề tích hợp liên mơn dạy học theo chủ đề tích hợp liên môn 15 iii 1.4 Một số phƣơng pháp kỹ thuật dạy học tích cực 16 1.4.1 Dạy học theo dự án 16 1.4.2 Dạy học WebQuest .19 1.5 Thực trạng dạy học hóa học theo chủ đề tích hợp liên mơn số trƣờng THPT tỉnh Nam Định 22 1.5.1 Điều tra thực trạng .22 1.5.2 Kết điều tra 23 CHƢƠNG XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP LIÊN MƠN TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “CACBON - SILIC” HÓA HỌC 11 NÂNG CAO 28 2.1 Phân tích chƣơng “Cacbon - Silic” Hóa học 11 nâng cao 28 2.1.1 Mục tiêu, cấu trúc, nội dung chương “Cacbon - Silic” .28 2.1.2 Xác định nội dung liên quan kiến thức chương “Cacbon - Silic ” với môn học khác 29 2.2 Xây dựng chủ đề tích hợp liên mơn 30 2.2.1 Đề xuất nguyên tắc xây dựng chủ đề tích hợp liên môn 30 2.2.2 Đề xuất quy trình xây dựng chủ đề tích hợp liên mơn 31 2.2.3 Cấu trúc chủ đề tích hợp liên mơn 32 2.2.4 Một số chủ đề tích hợp liên môn chương “Cacbon - Silic” 34 2.3 Đánh giá lực giải vấn đề thơng qua dạy học theo chủ đề tích hợp liên môn 82 2.3.1 Tiêu chí đánh giá lực giải vấn đề 82 2.3.2 Xây dựng công cụ đánh giá lực GQVĐ 85 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM …………………………………….88 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 88 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 88 3.3 Địa bàn đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm 88 3.4 Tiến trình thực nghiệm sƣ phạm 89 3.4.1 Đánh giá kiến thức liên mơn có liên quan đến thực tiễn mà học sinh lĩnh hội 89 3.4.2 Đánh giá lực giải vấn đề học sinh 95 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 101 iv TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 PHỤ LỤC 105 PHỤ LỤC CÁC PHIẾU HỎI GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 105 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: So sánh số đặc trưng chương trình định hướng nội dung chương trình định hướng lực Bảng 1.2 : Bảng mô tả lực GQVĐ 10 Bảng 2.1: Các nội dung liên quan kiến thức chương “Cacbon - Silic” với môn học khác 29 Bảng 2.2: Ma trận đề kiểm tra chủ đề hợp chất cacbon với số vấn đề thực tiễn sống 56 Bảng 2.3: Tiêu chí đánh giá trình diễn 63 Bảng 2.4: Ma trận đề kiểm tra chủ đề “Silic - nguyên tố kì diệu” 80 Bảng 2.5: Tiêu chí mức độ đánh giá lực giải vấn đề 82 Bảng 2.6: Bảng kiểm quan sát mức độ lựcgiải vấn đề dạy học theo chủ đề tích hợp liên mơn 85 Bảng 2.7: Bảng hỏi học sinh mức độ đạt lựcgiải vấn đề học theo chủ đề tích hợp liên mơn 86 Bảng 3.1: Bảng điểm kiểm tra học sinh 90 Bảng 3.2: Bảng điểm trung bình 90 Bảng 3.3: Bảng phân bố tần suất kiểm tra 90 Bảng 3.4: Bảng phân bố tần suất lũy tích kiểm tra 91 Bảng 3.5: Bảng phân loại kết học tập học sinh (%) .92 Bảng 3.6: Bảng tổng hợp tham số đặc trưng kiểm tra 93 Bảng 3.7: Bảng thống kê kết giải tập thực tiễn 95 Bảng 3.8: Bảng kiểm quan sát đánh giá NLGQVĐ HS trường THPT A Hải Hậu (GV đánh giá) 96 Bảng 3.9: Bảng kiểm quan sát đánh giá NLGQVĐ HS trường Trần Quốc Tuấn (GV đánh giá) 96 Bảng 3.10: Bảng tổng hợp tham số đặc trưng bảng kiểm quan sát đánh giá NLGQVĐ HS 96 Bảng 3.11: Kết phiếu hỏi học sinh lớp thực nghiệmvề tự đánh giá mức độ lực giải vấn đề sáng tạo ………………….99 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ đặc điểm DHDA 17 Hình 2.1: Chu trình cacbon 36 Hình 2.2: Sơ đồ lị ga 37 Hình 2.3: Bếp than tổ ong 37 Hình 2.4: Sơ đồ hiệu ứng nhà kính 38 Hình 2.5: Cấu tạo lục lạp 38 Hình 2.6: Động Phong Nha 40 Hình 3.1: Đường luỹ tích so sánh kết kiểm tra (Bài kiểm tra số 1) 91 Hình 3.2: Đường luỹ tích so sánh kết kiểm tra (Bài kiểm tra số 2) 91 Hình 3.3: Biểu đồ phân loại kết học sinh qua kiểm tra số 92 Hình 3.4: Biểu đồ phân loại kết học sinh qua kiểm tra số 93 vii MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Nhiều năm nay, nước ta tiến hành công đổi giáo dục Đại hội Đảng lần thứ XI xác định định hướng phát triển kinh tế - xã hội nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, đổi toàn diện phát triển nhanh giáo dục đào tạo, nhấn mạnh việc “Đổi mạnh mẽ nội dung, chương trình, phương pháp dạy học tất cấp, bậc học Tích cực chuẩn bị để từ sau năm 2015 thực chương trình giáo dục phổ thông mới” Hội nghị lần thứ Ban Chấp hành Trung ương Đảng (khoá XI) ban hành Nghị số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo, đáp ứng u cầu cơng nghiệp hố, đại hố điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa hội nhập quốc tế (gọi tắt Nghị 29) xác định: “Hoàn thành việc xây dựng chương trình giáo dục phổ thơng giai đoạn sau năm 2015” Thực nghị Đảng Quốc hội, Chính phủ giao cho Bộ Giáo dục Đào tạo xây dựng đề án đổi chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thơng Trong đề án đổi chương trình, sách giáo khoa có số nội dung: Thực đổi chương trình sách giáo khoa theo định hướng phát triển phẩm chất lực học sinh Tạo điều kiện để học sinh phát triển hài hoà thể chất tinh thần Nội dung giáo dục thiết kế theo hướng tăng cường tích hợp giai đoạn giáo dục bản, phân hoá rõ dần từ cấp tiểu học đến cấp trung học sở sâu cấp trung học phổ thơng Tích hợp cao lĩnh vực/môn học tiểu học trung học sở để giảm tải, giảm tính hàn lâm, giảm số lượng môn học cách lồng ghép nội dung gần nhiều môn học vào lĩnh vực bổ sung, làm sáng tỏ cho trình dạy học; hình thành chủ đề dạy học liên mơn Chủ đề tích hợp liên mơn chủ đề có nội dung kiến thức liên quan đến hai hay nhiều môn học, thể ứng dụng chúng tượng, trình tự nhiên hay xã hội Các chủ đề tích hợp liên mơn có tính thực tiễn nên sinh động, hấp dẫn học sinh, có ưu việc tạo động cơ, hứng thú học tập cho học sinh Học chủ đề tích hợp liên môn, học sinh tăng Phụ lục 3.2 Ma trận, đề kiểm tra đáp án kiểm tra 45 phút Bài số (Sau dạy chủ đề 2) A Ma trận Cấp độ Tên Chủ đề - pth thu họ Silic hó sil - pth sil Số câu Số (câ 8,1 Số điểm Số Tỉ lệ % Tỉ -N ch Hợp chất silic vớ -V pth thu họ hó SiO -V pth thu họ củ Số câu Số (câ 7,1 Số điểm Số Tỉ lệ % Tỉ -N ng củ ng -N đin củ Cơng nghiệp sil silicat -N tín sản sil -V pth ứn kh 129 thủ gố Số câu Số (câ 1,6 Số điểm Số Tỉ lệ % Tỉ Tổngsố Số câu Tổngsố Số điểm Tỉ lệ % Tỉ B Đề kiểm tra Phần I Trắc nghiệm (2,5 điểm) Câu Ngành công nghiệp silicat không sử dụng nguồn tài nguyên sau đây? A Đá vôi B Cát trắng C Thạch cao D Dầu mỏ Câu Vấn đề môi trường sống người Trái Đất bị ô nhiễm vấn đề cấp bách quốc gia nào, gây tượng biến đổi khí hậu dẫn đến thảm họa thiên tai khủng khiếp Có loại ô nhiễm môi trường như: (1) ô nhiễ (3) ô nhiễ Ngành công nghiệp silicat gây loại ô nhiễm A (1), (2), (3), (4) C (1), (2) Câu Cho chất: (1) magie, (2) cacbon, (3) kali hiđroxit, (4) axit flohiđric, (5) magie cacbonat Silic đioxit tác dụng với tất chất dãy sau đây? A 1, 2, 3, Câu Cho sơ đồ: Si A Si B H2SiO3 C SiH4 D SiO Câu Phát biểu sau đúng? Silic chất bán dẫn A vừa chất khử, vừa chất oxi hóa B có hạt tải điện electron C có điện trở suốt nhạy cảm với nhiệt độ, tạp chất tác nhân ion hóa khác D silic tinh khiết nhiệt độ thấp dẫn điện tốt, nhiệt cao dẫn điện Câu Các silicat canxi có thành phần: CaO – 73,7%, SiO2 - 26,3% CaO – 65,1%, SiO2 – 34,9% thành phần xi măng Pooclăng Trong hợp chất silicat trên, 1,0 mol SiO2 kết hợp với A 3,0 2,0 mol CaO C 3,0 1,5 mol CaO Câu Dung dịch sau ăn mòn thủy tinh? A H2SO4 Câu Trong phản ứng sau, phản ứng Si thể tính khử? (1) Si + 2F2 SiF4 (3) Si + 2NaOH + H2O Na2SiO3 + 2H2 A 1, 2, Câu Phát biểu sau đúng? A Chất bán dẫn loại p có hạt tải điện eletron B Chất bán dẫn tinh khiết dùng làm nhiệt điện trở C Chất bán dẫn loại n có mật độ electron nhỏ mật độ lỗ trống D Bán dẫn silic có lẫn bo thuộc loại bán dẫn loại n Câu 10 Phát biểu sau đúng? A Sành vật liệu cứng, gõ không kêu, có màu nâu xám B Thủy tinh, sành sứ, xi măng có chứa số muối silicat thành phần chúng C Xi măng vật liệu khơng kết dính D Sứ vật liệu cứng, xốp, không màu, gõ kêu Phần II Tự luận (7,5 điểm) Câu 11 (2,5 điểm) 131 Viết phương trình hóa học phản ứng xảy trường hợp sau: a Điều chế silic phịng thí nghiệm công nghiệp b Cho SiO2 tác dụng với NaOH nóng chảy Na2CO3 nóng chảy c Đun nóng axit silixic d Nấu chảy hỗn hợp gồm cát trắng, đá vôi sođa 1400 C e Cho Si tác dụng với: F2, O2, dung dịch NaOH loãng, magie Câu 12 (2 điểm) Nếu em trưởng phòng tài ngun mơi trường huyện, em phân tích vấn đề nhiễm xảy raở nhà máy gạch Tuynen xã Hải Quang, Hải Hậu, Nam Định đưa biện pháp để hạn chế ô nhiễm môi trường từ nhà máy sản xuất gạch? Câu 13 (3 điểm) Khi cho 14,9 gam hỗn hợp Si, Zn Fe tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu 6,72 lít khí (đktc) Cũng lượng hỗn hợp tác dụng với lượng dư dung dịch HCl sinh 4,48 lit khí (đktc) a Viết pthh phản ứng xảy b Tính % khối lượng chất hỗn hợp C Hƣớng dẫn chấm I Trắc nghiệm Câu Đáp án D II Phần tự luận Câu Ý Tron 11 a (2,5đ) 2C + Tron SiO2 SiO2 b SiO2 132 c d H2SiO 6SiO2 Si + e Si + O Si + 2Mg + Nhà m cao ch + Trộn đất với lượng than để đóng gạch để gạch chín + Đốt gạch lị điện Tuy nhiên gây nhiễm mơi trường: + Ơ nhiễm khơng khí khí thải nhà máy khí CO2, khối bụi,… + Ơ nhiễm mơi trường đất: phế thải từ nhà máy, môi trường sinh thái thay đổi,… Những ảnh hưởng tới sản xuất nông nghiệp sinh thái khu vực xung quanh: (ít nội dung) (2đ) + Thiếu đất làm nơng nghiệp, gây sạc lở sông,… + Phế thải gây ô nhiễm môi trường đất, nước dẫn đến làm giảm chất lượng sản xuất nông nghiệp nuôi trồng thủy hải sản + Đất, nước, khơng khí bị nhiễm, thực vật không sống được, đất nghèo dinh dưỡng, thảm thực vật tự nhiên khơng thể phục hồi, số lồi khơng thích nghi chết, số lồi chuyển tìm nơi trú ngụ Nếu trưởng phịng tài ngun mơi trường huyện em có biện pháp: - Quản lí pháp luật: (ít nội dung) + Quy hoạch khu công nghiệp + Yêu cầu nhà máy phải có hệ thống lọc nước thải, khí thải theo 133 quy trình + Sử dụng loại ngun liệu gây nhiễm, nhà xưởng cách âm tốt - Quản lí xã hội, văn hóa giáo dục: (ít nội dung) + Giáo dục ý thức, trách nhiệm đạo đức mơi trường, nếp sống văn hóa sinh thái đội ngũ cán bộ, cơng nhân viên + Có sách khen thưởng cụ thể người thực tốt quy định bảo vệ môi trường 0,5 + Nhân rộng mơ hình, điển hình tiên tiến bảo vệ môi trường khu chế xuất khu công nghiệp + Cải tạo, bảo vệ môi trường: trồng xanh, giữ gìn đa dạng sinh học, xây dựng cơng trình làm mơi trường khu công nghiệp Si + x Zn + a y Zn + y Fe + 13 z (3đ) Đặt số 28x + Theo ( Theo ( b Giải h %Si = %Zn = %Fe= 134 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH HỌC SINH THAM GIA BÀI HỌC LIÊN MƠN Ảnh Hình ảnh trang https://sites.google.com/site/webquesthop cha tcacbon Ảnh Học sinh nghiên cứu chủ đề qua trang Web SGK Ảnh Học sinh nghiên cứu chủ đề qua trang Web Ảnh Trao đổi HS với GV qua facebook 135 Ảnh HS nhóm - chủ đề trao đổi với bạn lớp biện pháp giảm Ảnh HS nhóm - chủ đề báo cáo hiệu ứng nhà kính kết nghiên cứu Ảnh HS tìm hiểu giai đoạn chuẩn bị Ảnh HS nhóm - chủ đề 3báo cáo nguyên liệu sản xuất gạch kết nghiên cứu silic Ảnh HS tham gia q trình sấy khơ gạch Ảnh 10 HS tham gia đẩy giá gạch vào 136 lò nung 137 ... đề tài nghiên cứu là: ? ?Dạy học theo chủ đề tích hợp liên mơn chƣơng ? ?Cacbon - Silic? ?? Hóa học 11 nâng cao nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh trung học phổ thông? ?? Lịch sử nghiên cứu vấn. .. số chủ đề tích hợp liên mơn chương ? ?Cacbon- Silic? ?? Dựa cấu trúc chủ đề tích hợp liên mơn xây dựng mục 2.2.3 thiết kế chủ đề dạy học theo chủ đề tích hợp liên mơn để dạy chương ? ?Cacbon - Silic? ?? Hóa. .. thiết phải dạy học theo chủ đề tích hợp liên môn Câu 6.Kinh nghiệm dạy học theo chủ đề tích hợp liên mơn Kết điều tra cho thấy GV dạy học theo chủ đề tích hợpliên mơn mức độ chiếm tỉ lệ cao 16/21