Nâng cao năng lực tư duy hóa học của học sinh trung học phổ thông qua việc sử dụng hệ thống bài tập hóa học phần kim loại chuyển tiếp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐẶNG THỊ THANH THỦY NÂNG CAO NĂNG LỰC TƯ DUY HĨA HỌC CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUA VIỆC SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC PHẦN KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HÓA HỌC Hà Nội – 2015 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐẶNG THỊ THANH THỦY NÂNG CAO NĂNG LỰC TƯ DUY HĨA HỌC CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUA VIỆC SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC PHẦN KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HÓA HỌC Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MƠN HĨA HỌC) Mã số: 60 14 01 11 Người hướng dẫn khóa học: PGS.TS Phạm Văn Nhiêu Hà Nội - 2015 ii LỜI CẢM ƠN Với tình cảm chân thành, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Ban Giám hiệu thầy giáo, cô giáo, cán quản lý Trường Đại học Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội nhiệt tình giảng dạy, trang bị cho hệ thống tri thức quý báu khoa học quản lý giáo dục, phương pháp nghiên cứu khoa học; tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Phạm Văn Nhiêu trực tiếp tận tình dạy bảo, hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng, luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, khiếm khuyết Kính mong góp ý, bảo q thầy, bạn đồng nghiệp Xin trân trọng cảm ơn Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Tác giả Đặng Thị Thanh Thủy iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BT Bài tập CK Chu kì Dd Dung dịch ĐC Đối chứng ĐHQG Đại học quốc gia Đktc Điều kiện tiêu chuẩn GV Giáo viên HH Hỗn hợp HS Học sinh HTTH Hệ thống tuần hồn Oxh Oxi hóa PN Phân nhóm PP Phương pháp PPDH Phương pháp dạy học PTHH Phương trình hóa học PTPƯ Phương trình phản ứng PGS Phó Giáo Sư THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm iv MỤC LỤC Lời cảm ơn i Danh mục chữ viết tắt ii Mục lục iii Danh mục bảng v Danh mục hình vi MỞ ĐẦU Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NÂNG CAO NĂNG LỰC TƯ DUY HÓA HỌC QUA BÀI TẬP HÓA HỌC PHẦN KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP 1.1 Các khái niệm nhận thức, lực tư duy, tư hóa học 1.1.1 Một số khái niệm nhận thức 1.1.2 Khái niệm, đặc điểm, phẩm chất lực tư 1.1.3 Tư hóa học 12 1.1.4 Tầm quan trọng việc bồi dưỡng nâng cao lực tư hóa học cho học sinh 12 1.2 Bản chất q trình dạy học nói chung đặc điểm dạy học hóa học nói riêng 13 1.3 Hệ thống tập hóa học 14 1.3.1 Khái niệm tập hóa học 14 1.3.2 Phân loại tập hóa học phần kim loại chuyển tiếp 14 1.3.3 Ý nghĩa, vai trò tác dụng tập hóa học kim loại chuyển tiếp 15 1.3.4 Quan hệ hệ thống tập hóa học kim loại chuyển tiếp với việc nâng cao khả tư hóa học học sinh 15 1.4 Thực trạng sử dụng hệ thống tập kim loại nói chung kim loại chuyển tiếp nói riêng học tập mơn hóa học trường THPT Lê Quý Đôn, THPT Hải An, THPT Hàng Hải 16 Tiểu kết chương 22 Chương 2: PHÂN LOẠI VÀ HỆ THỐNG HÓA BÀI TẬP KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP THEO MỨC ĐỘ TƯ DUY HOÁ HỌC 23 v 2.1 Vị trí, đặc điểm, cấu trúc, mục tiêu phần kim loại chuyển tiếp chương trình hóa học lớp 12 23 2.1.1 Vị trí, đặc điểm, cấu trúc: 23 2.1.2 Mục tiêu: 25 2.2 Các nguyên tắc lựa chọn,sử dụng để phân loại hệ thống hóa tập kim loại theo mức độ lực nhận thức tư hóa học học sinh 28 2.3 Quy trình lựa chọn xây dựng hệ thống tập hóa học kim loại chuyển tiếp lớp 12 theo mức độ nhận thức tư hóa học 30 2.4 Hệ thống tập kim loại biện pháp phát huy nhận thức tư hóa học học sinh 30 2.4.1 Bài tập theo mức độ biết 30 2.4.2 Bài tập theo mức độ hiểu 34 2.4.3 Bài tập theo mức độ vận dụng, sáng tạo 47 2.5 Sử dụng hệ thống tập kim loại chuyển tiếp phát triển lực tư hóa học học sinh dạy mới, luyện tập, ôn tập kiểm tra đánh giá trường THPT Lê Quý Đôn 68 Tiểu kết chương 75 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 76 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 76 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 76 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 76 3.2 Phương pháp nội dung thực nghiệm sư phạm 76 3.2.1 Phương pháp thực nghiệm 76 3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 77 3.3 Kết thực nghiệm sư phạm 77 3.3.1 Quy trình thực nghiệm 77 3.3.2 Kết thực nghiệm 84 3.4 Xử lý kết thực nghiệm 92 3.4.1 Xử lí theo thống kê toán học: 93 3.4.2 Phân tích kết 99 Tiểu kết chương 100 vi KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 101 Kết luận 101 Khuyến nghị 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Cấu hình electron ngun tử, vị trí số oxi hóa số nguyên tố D 29 Bảng 3.1: Bảng thống kê điểm kiểm tra số 94 Bảng 3.2: Bảng thống kê điểm kiểm tra số 95 Bảng 3.3: Phân loại kết học tập học sinh (%)bài kiểm tra số 95 Bảng 3.4: Phân loại kết học tập học sinh (%)bài kiểm tra số 95 Bảng 3.5: Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy kiểm tra số trường THPT Lê Quý Đôn 96 Bảng 3.6: Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy kiểm tra số trường THPT Lê Quý Đôn 96 Bảng 3.7: Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy kiểm tra số trường THPT Hàng Hải 97 Bảng 3.8: Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy kiểm tra số trường THPT Hàng Hải 98 viii DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Tỉ lệ phần trăm việc học mơn hóa học …………………………… 18 Hình 1.2 Tỷ lệ phần trăm học sinh tiếp thu môn 18 Hình 2.1: Tỉ lệ phần trăm lý thuyết phần kim loại hóa học lớp 12 22 Hình 2.2: Tỉ lệ phần trăm tập phần kim loại SGK hóa học lớp 12 23 Hình 2.3: Tỉ lệ phần trăm tập phần kim loại sách tập 23 Đồ thị 3.1: Đồ thị phân phối tần số tích lũy kiểm tra số trường THPT Lê Quý Đôn 98 Đồ thị 3.2: Đồ thị phân phối tần số tích lũy kiểm tra số trường THPT Lê Quý Đôn 99 Đồ thị 3.3: Đồ thị phân phối tần số tích lũy kiểm tra số trường THPT Hàng Hải 99 Đồ thị 3.4: Đồ thị phân phối tần số tích lũy kiểm tra số trường THPT Hàng Hải 100 ix MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trong kỉ 21, loài người thực bước vào văn minh công nghệ thông tin phát triển ngày mạnh mẽ Sự giao lưu hội nhập lĩnh vực sống trở thành xu hướng tất yếu Chất lượng sống người tăng lên rõ rệt Vì yêu cầu xã hội người ngày cao Lúc nhiệm vụ đặt cho ngành giáo dục là: làm để nâng cao trình độ dân trí, bồi dưỡng sử dụng hợp lí, có hiệu nhân tài đào tạo nguồn nhân lực dồi dào, thực có chất lượng cơng việc? Để đào tạo người phát triển cách tồn diện, có khả tư logic, linh hoạt, nhạy bén đáp ứng nhu cầu cần thiết xã hội nhà giáo dục cần phải có kế hoạch đào tạo bồi dưỡng hệ trẻ từ lúc ghế nhà trường cách lâu dài bền vững Từ hoạt động người cần có bước: thu thập thơng tin – xử lí thơng tin – định hành động Đó mục tiêu giáo dục địi hỏi người học phải đạt ba lực Nghị Đại hội Đảng lần thứ IX nêu: “Đổi phương pháp dạy học, phát huy tư sáng tạo lực tự đào tạo người học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay Đổi tổ chức thực nghiêm chỉnh chế độ thi cử’’ Nghị Đại hội Đảng X lại lần nhấn mạnh: “ Chỉ tiêu hàng đầu cho việc nâng cao chất lượng dạy học; đổi chương trình, nội dung, phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng đội ngũ giáo viên tăng cường sở vật chất nhà trường, phát huy khả sáng tạo độc lập suy nghĩ học sinh ” Điều 28 luật giáo dục 2005 nước ta nói rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo học sinh, phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh Với yêu cầu đó, mục tiêu giáo dục cấp học ý tới việc hình thành lực cho học sinh là: lực nhận thức, lực hành động, lực tư duy, lực giải vấn đề, lực thích ứng * Phương sai S độ lệch chuẩn S: tham số đo mức độ phân tán số liệu quanh giá trị trung bình cộng n nn (xn x)2 n1 S2 n S S2 Giá trị độ lệch chuẩn nhỏ chứng tỏ số liệu phân tán * Hệ số biến thiên V: Để so sánh tập hợp x khác S V x 100% x Nếu V khoảng từ đến 10% : Độ dao động nhỏ Nếu V khoảng từ 10 đến 30% : Độ dao động trung bình Nếu V khoảng từ 30 đến 100% : Độ dao động lớn Với độ dao động nhỏ trung bình kết thu đáng tin cậy, ngược lại với độ dao động lớn kết thu không đáng tin cậy Độ đáng tin cậy: Sai khác hai giá trị phản ánh kết nhóm thực nghiệm nhóm đối chứng Ta có: X X với S Trường THPT Lê Quý Đôn THPT Hàng Hải Bảng 3.2: Bảng thống kê điểm kiểm tra số Trường THPT Lê Quý Đôn THPT Hàng Hải Bảng 3.3: Phân loại kết học tập học sinh (%)bài kiểm tra số Trường THPT Lê Quý Đôn THPT Hàng Hải Bảng 3.4: Phân loại kết học tập học sinh (%)bài kiểm tra số Trường THPT Lê Quý Đôn THPT Hàng Hải 94 Bảng 3.5: Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy kiểm tra số trường THPT Lê Quý Đôn 10 Tổng Bảng 3.6: Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy kiểm tra số trường THPT Lê Quý Đôn 10 Tổng Bảng 3.7: Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy kiểm tra số trường THPT Hàng Hải 10 Tổng 96 Bảng 3.8: Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy kiểm tra số trường THPT Hàng Hải 10 Tổng % HS đạt điểm Xᵢ trở xuống Đồ thị 3.1 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích kiểm tra số trường THPT Lê Quý Đôn 120% 100% 0% Điểm 10 97 xuống % HS đạt điểm Xᵢ trở Đồ thị 3.2 Đồ thị phân phối tần suất lũy tí % HS đạt điểm Xᵢ trở xuống Đồ thị 3.3 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích kiểm tra số Điểm % HS đạt điểm Xᵢ trở xuống 98 Đồ thị 3.4 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích kiểm tra số trường THPT Hàng Hải Điểm 3.4.2 Phân tích kết Dựa kết thực nghiệm sư phạm thông qua việc xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm thu cho thấy chất lượng lớp thực nghiệm cao so với lớp đối chứng, cụ thể: - Tỉ lệ học sinh tiếp thu nhanh(học sinh giỏi) lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng - Tỉ lệ học sinh tiếp thu kém, không hứng thú học lớp thực nghiệm thấp lớp đối chứng - Đồ thị đường tích lũy lớp thực nghiệm ln nằm phía bên phải phía đồ thị đường tích lũy lớp đối chứng, điều chứng tỏ chất lượng học tập lớp thực nghiệm tốt lớp đối chứng - Điểm trung bình chung lớp thực nghiệm ln cao lớp đối chứng - Độ lệch chuẩn S nhóm thực nghiệm nhỏ lớp đối chứng 99 Tiểu kết chương Trong chương đạt kết sau: - Xây dựng hai giảng thực nghiệm chương – Sắt số kim loại quan trọng (chương kim loại chuyển tiếp), - Tiến hành đề kiểm tra 45 phút, - Chấm kiểm tra theo mức độ tiếp thu học sinh, - So sánh kết lớp thực nghiệm lớp đối chứng, tiến hành xử lí theo phương pháp thống kê, Kế hoạch thực nghiệm sư phạm tiến hành cách hợp lý, cẩn thận chu đáo khoa học Kết thu phần khẳng định tính đắn giả thuyết nêu Hệ thống tập đưa có tính khả thi, kích thích tư người học, học sinh có hứng thú học tập mơn Qua hệ thống tập học sinh bổ sung củng cố mở rộng kiến thức cho 100 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian nghiên cứu tơi hồn thành luận văn với nhiệm vụ nghiên cứu đề tài đặt ra: - Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn vấn đề nâng cao lực tư hóa học qua tập hóa học kim loại chuyển tiếp cho học sinh THPT - Tuyển chọn, xây dựng, sử dụng hệ thống tập hóa học kim loại chuyển tiếp cho học sinh THPT theo mức độ tư hóa học đa dạng, phong phú bao gồm 200 câu hỏi tập lí thuyết dạng trắc nghiệm khách quan - Thiết kế giáo án đề kiểm tra sử dụng câu hỏi tập kim loại chuyển tiếp - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá chất lượng hệ thống tập đề tài Kết cho thấy hệ thống tập đề tài đáp ứng tốt mục tiêu nâng cao lực tư hóa học học sinh Qua trình nghiên cứu để tài giúp tạo tư liệu giảng dạy phong phú, đa dạng bổ ích, giúp cho tơi nâng cao kiến thức chuyên môn nghiệp vụ giảng dạy Trong thời gian tơi xây dựng hệ thống tập kim loại chuyển hướng tiếp cận PISA Khuyến nghị - Khuyến khích giáo viên tự xây dựng hệ thống tập có chất lượng, phong phú, đa dạng, hấp dẫn nhằm nâng cao lực nghiệp vụ chuyên môn đồng thời nâng cao lực nhận thức tư hóa học cho học sinh - Hệ thống tập hóa học cần gắn kết lí thuyết thực tế sống nhiều hơn, tạo hứng thú cho người học 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Cao Đàm, Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, năm 1997 Điều 28 Bộ luật giáo dục năm 2005 Vũ Đăng Độ, Triệu Thị Nguyệt, Hóa học vơ 2, ngun tố d f, nhà xuất giáo dục, năm 2008 Cao Cự Giác, Bài tập lý thuyết thực nghiệm, tập 1, hóa học vơ cơ, nhà xuất giáo dục, năm 2005 Cao Cự Giác, Tuyển tập giảng hóa học vơ cơ, nhà xuất Đại học sư phạm Hà Nội, năm 2005 Cao Cự Giác, Thiết kế giảng hóa học, tập 1, nhà xuất Đại học sư phạm Hà Nội, năm 2007 Phạm Đình Hiến, Trần Quỳnh Anh, Nguyễn Tường Lân, Các phương pháp giải tập hóa học trung học phổ thông, nhà xuất giáo dục, năm 2009 Nguyễn Thu Hiền, Nâng cao lực nhận thức học sinh thông qua việc dạy học chương Crom, sắt, đồng chương trình hóa học lớp 12 nâng cao, luận văn thạc sĩ 2012 Nguyễn Thị Lý, Sử dụng phương pháp dạy học phát giải vấn đề hỗ trợ dạy học phần kim loại hóa học 12 nâng cao THPT, luận văn thạc sĩ 2012 10 Nguyễn Văn Mai, Tuyển chọn, xây dựng sử dụng hệ thống tập hóa học phần kim loại dùng bồi dưỡng học sinh giỏi THPT, luận văn thạc sĩ 2012 11 Trương Văn Ngà, Hóa học vô vật liệu vô cơ, nhà xuất xây dựng, năm 2009 12 Lê Đức Ngọc, Bài giảng đo lường đánh giá thành học tập, nhà xuất ĐHQG Hà Nội, năm 2003 13 Phạm Văn Nhiêu, Hóa học đại cương phần cấu tạo chất, nhà xuất ĐHQG Hà Nội, năm 2003 14 Phạm Văn Nhiêu, Hóa đại cương (dùng học sinh ơn thi tú tài, cao đẳng đại học), nhà xuất giáo dục, năm 1998 102 15 Phạm Văn Nhiêu, Trần Thạch Văn, Bài tập nâng cao luyện thi chuyên hóa, nhà xuất ĐHQG Hà Nội, năm 2006 16 Nghị đại hội Đảng X từ ngày 18 đến ngày 25 tháng năm 2006 Hà Nội 17 Bùi Trọng Tâm, Tuyển chọn số phương pháp giải nhanh tốn hóa học kim loại giúp học sinh THPT nâng cao kiến thức kĩ giải tốn hóa học, luận văn thạc sĩ, năm 2012 18 Nguyễn Xuân Trường, Phạm Văn Hoan, Nguyễn Phú Tuấn, Đoàn Thanh Tường, Sách giáo viên hóa học lớp 12, Nhà xuất giáo dục, năm 2007 19 Nguyễn Xuân Trường, Sử dụng tập dạy học hóa học trường phổ thông, nhà xuất Đại học sư phạm Hà Nội, năm 2006 20 Nguyễn Xuân Trường, 385 câu hỏi đáp hóa học đời sống, nhà xuất giáo dục, năm 2006 21 Nguyễn Xuân Trường, Hóa học với thực tiễn đời sống tập ứng dụng, nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội, năm 2009 22 Nguyễn Xuân Trường, Phạm Văn Hoan, Từ Vọng Nghi, Đỗ Đình Rãng, Nguyễn Phú Tuấn, Sách giáo khoa hóa học lớp 12, Nhà xuất giáo dục, năm 2007 23 Vũ Anh Tuấn, Nguyễn văn Hữu, Kiểm tra đánh giá thường xun định kì mơn hóa học lớp 12, nhà xuất giáo dục, năm 2008 103 ... tác dụng tập hóa học kim loại chuyển tiếp 15 1.3.4 Quan hệ hệ thống tập hóa học kim loại chuyển tiếp với việc nâng cao khả tư hóa học học sinh 15 1.4 Thực trạng sử dụng hệ thống tập kim. ..ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐẶNG THỊ THANH THỦY NÂNG CAO NĂNG LỰC TƯ DUY HÓA HỌC CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUA VIỆC SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC PHẦN KIM. .. dựng sử dụng hệ thống tập hóa học kim loại chuyển tiếp để góp phần nâng cao lực tư hóa học học sinh? Giả thuyết nghiên cứu Trong qua trình dạy học mơn hóa học trường THPT, lựa chọn sử dụng hệ thống