Phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh trong dạy học hóa học lớp 11 trung học phổ thông​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Phương Thảo PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thành phố Hồ Chí Minh – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Phương Thảo PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HĨA HỌC LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Chun ngành: Lí luận phương pháp dạy học mơn Hoá học Mã số LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM THỊ NGỌC HOA Thành phố Hồ Chí Minh – 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc rõ ràng phép công bố Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng năm 2019 Tác giả Nguyễn Thị Phương Thảo LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, Phịng Sau đại học tạo điều kiện thuận lợi để khóa học hồn thành tốt đẹp Cùng với học viên lớp Cao học Lí luận phương pháp dạy học Hóa học, chân thành cảm ơn q thầy giảng viên tận tình giảng dạy, mở rộng làm sâu sắc kiến thức chuyên môn, chuyển hiểu biết loại Giáo dục học Hóa học đến cho Đặc biệt, xin gửi lời tri ân đến TS Phạm Thị Ngọc Hoa Cô dành nhiều thời gian tận tình hướng dẫn, góp ý, sửa chữa, bổ sung ý kiến kinh nghiệm quý báu suốt q trình tơi nghiên cứu hồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu, thầy cô em học sinh trường trung học phổ thông Trần Văn Giàu Trung học phổ thơng Lý Thường Kiệt Thành phố Hồ Chí Minh có nhiều giúp đỡ q trình thực nghiệm sư phạm đề tài Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè thân thuộc ln chỗ dựa tinh thần vững chắc, giúp thực tốt luận văn Thành phố Hồ Chí Minh - 2019 Tác giả MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Ở Việt Nam 1.2 Đổi phương pháp dạy học .8 1.2.1 Định hướng đổi phương pháp dạy học 1.2.2 Đổi phương pháp dạy học nhằm trọng phát triển lực học sinh 11 1.2.3 Phương pháp nghiên cứu dạy học hoá học phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh 12 1.3 Năng lực 15 1.3.1 Khái niệm lực 15 1.3.2 Các lực chung 15 1.3.3 Các lực chuyên biệt với mơn hóa học 15 1.3.4 Năng lực nghiên cứu khoa học 16 1.4 Thực trạng phát triển lực NCKH HS THPT 18 1.4.1 Mục đích điều tra 18 1.4.2 Đối tượng điều tra 19 1.4.3 Kết điều tra 19 Tiểu kết chương 28 Chương CÁC BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC LỚP 11 THPT 2.1 Sơ lược chương trình hóa học Hữu lớp 11 cần lưu ý nhằm phát triển NL NCKH cho HS 2.2 Biện pháp 1: Tăng cường dạy học theo phương p 2.2.1 Nguyên tắc đ pháp nghiên 2.2.2 Thiết kế số giáo án dạy học theo phương pháp nghiên cứu 2.3 Biện pháp 2: Hướng dẫn giải tập theo phương 2.3.1 Cơ sở khoa học việc giải tập theo phương pháp Thử - sai 2.3.2 Một số tập giải theo phương pháp “Thử - Sai” 2.4 Biện pháp 3: Giao cho học sinh nhiệm vụ họ cứu nhỏ 2.4.1 Cơ sở khoa h cứu nhỏ 2.4.2 Nội dung việc giao tập nghiên cứu nhỏ 2.4.3 Xây dựng công cụ đánh giá lực nghiên cứu khoa học 2.5 Thiết kế thang đo công cụ đánh giá học học sinh 2.5.1 Nguyên tắc v khoa học 2.5.2 Bài kiểm tra 15 phút trước thực nghiệm 2.5.3 Bài kiểm tra 15 phút sau thực nghiệm Tiểu kết chương Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích thực nghiệm 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 3.3 Tiến trình thực nghiệm sư phạm 3.3.1 Xác định lớp 3.3.2 Danh sách lớp thực nghiệm – đối chứng giáo viên dạy thực nghiệm 93 3.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 94 3.4.1 Chuẩn bị nội dung thực nghiệm 94 3.4.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm thu thập kết 94 3.5 Phân tích kết thực nghiệm sư phạm 104 3.5.1 Phân tích kết điểm thi HKII cặp TN – ĐC sau thực nghiệm 105 3.5.2 Phân tích kết điểm số so sánh NL NCKH HS kiểm tra 15 phút sau TN 112 3.5.3 Phân tích lực nghiên cứu khoa học qua tập nghiên cứu nhỏ 116 3.6 Ý kiến giáo viên học sinh sau thực ngiệm sư phạm 117 Tiểu kết chương 121 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐC ĐHSP GV HS KHKT NCKH NL NCKH Nxb PPDH PPNC SGK STT TB THPT TN TNSP TS Tp.HCM DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Liệt kê số phương pháp dạy học 10 Bảng 1.2 Liệt kê số kỹ thuật dạy học 10 Bảng 1.3 Cấu trúc lực 14 Bảng 1.4 Các biểu NL NCKH học sinh 17 Bảng 1.5 Thang đo lực nghiên cứu khoa học hóa học 17 Bảng 1.6 Danh sách trường có giáo viên thực điều tra 19 Bảng 1.7 Danh sách HS trường có HS thực điều tra 19 Bảng 1.8 Phiếu điều tra GV kết điều tra 19 Bảng 1.9 Phiếu điều tra HS kết điều tra 25 Bảng 2.1 Nội dung, cấu trúc chương trình hóa học hữu lớp 11 THPT 29 Bảng 3.1 Tần số luỹ tích kiểm tra tiết cặp TN1 ĐC1 87 Bảng 3.2 % học lực kiểm tra tiết cặp TN1 ĐC1 87 Bảng 3.3 Tần số luỹ tích kiểm tra tiết cặp TN2 ĐC2 87 Bảng 3.4 % học lực kiểm tra tiết cặp TN2 ĐC2 88 Bảng 3.5 Tần số luỹ tích kiểm tra tiết cặp TN3 ĐC3 88 Bảng 3.6 % học lực kiểm tra tiết cặp TN3 ĐC3 88 Bảng 3.7 Kết kiểm tra 15 phút trước TN cặp TN ĐC 91 Bảng 3.8 Tần số luỹ tích kiểm tra 15 phút trước TN cặp TN3 – ĐC3 91 Bảng 3.9 % học lực kiểm tra 15 phút trước TN cặp TN3 – ĐC3 91 Bảng 3.10 Tần số luỹ tích kiểm tra 15 phút trước TN lớp TN ĐC 92 Bảng 3.11 % học lực kiểm tra 15 phút trước TN tổng lớp TN ĐC 92 Bảng 3.12 Danh sách lớp TN-ĐC GV dạy thực nghiệm .93 Bảng 3.14 % học lực kết điểm thi HKII cặp TN3 – ĐC3 110 Bảng 3.15 Phân phối tần suất, tần số lũy tích điểm kiểm tra HKII tổng lớp TN– ĐC 110 Bảng 3.16 % học lực kết điểm thi HKII tổng lớp TN – ĐC 111 Bảng 3.17 Phân phối tần số lũy tích kiểm tra 15 phút tổng lớp TN– ĐC 112 Bảng 3.18 So sánh học lực HS dựa vào kết kiểm tra 15 phút sau thực nghiệm 112 Bảng 3.19 Phân phối tần số kết câu câu kiểm tra 15 phút sau TN tổng lớp TN – ĐC 115 Bảng 3.20 So sánh phát triển NL NCKH HS .116 Bảng 3.21 Kết nghiên cứu đánh giá NL NCKH HS sau TN thông qua tập nghiên cứu nhỏ 116 Bảng 3.22 Phiếu điều tra ý kiến HS sau TNSP 117 OH OH Rezoxinol Catchol Hidroquinon Progalol PL4 Hoạt động 2: Tìm hiểu tính chất vật lý phenol (phương pháp sử dụng SGK) (3 phút) - Các em đọc SGK cho HS tìm hiểu tính chất vật lý phenol dựa vào biết phenol có đặc điểm SGK, hồn thành phiếu học tập số 1: trạng thái, màu sắc, nhiệt nóng - Phenol chất rắn, khơng màu, tan nước chảy, tính tan? Phenol có độc lạnh, dễ tan nước nóng, tan tốt etanol, ete axeton không? - Phenol dễ chảy rữa, để lâu khơng khí bị oxi hố có màu hồng - Thơng báo: để có phenol lỏng, - Phenol độc, gây cho da ta phải chưng cất phenol rắn Hoạt động 3: Nghiên cứu phản ứng phenol (15 phút) Bước 1: Phát vấn đề nghiên cứu - yêu cầu HS quan sát tranh vẽ HS quan sát tranh vẽ, hoàn thành phiếu học tập số mơ hình phân tử phenol 2: HO 1) Hãy vẽ công thức cấu tạo - CTCT phenol: phenol - Phenol gồm nhóm: nhóm–OH vòng benzen 2) Cho biết phenol gồm + O có độ âm điện lớn H  Mật độ e  nhóm nguyên tử nào? liên kết O – H dịch chuyển nguyên tử O liên 3) Nêu ảnh hưởng nhóm kết O -¦- H yếu ngun tử đến tính chất + Nhóm OH đẩy electron, dồn điện tử vị trí: ortho, para vịng benzen phenol + Vịng benzen rút electron, làm cho liên kết O – H phân cực yếu Bước 2: Xây dựng giả thuyết - Hãy nhận định phenol có phản - liên kết O -¦- H yếu làm cho nguyên tử H PL5  ứng H nhóm – OH tương nhóm –OH linh động phenol cho phản tự ancol H vị trí ortho, ứng H giống ancol para vòng benzen tương tự + Nhóm OH đẩy electron, dồn điện tử vị trí: 2,4,6 vịng benzen, ngun tử H vị trí toluen khơng? linh động, dễ benzen  phenol cho phản ứng H vị trí 2,4,6 dễ so với benzen toluen Bước 3: Đề xuất cách chứng minh giả thuyết Các em nhớ lại phản ứng: + Ancol tác dụng với Na + Toluen tác dụng với Br2 khan (có xúc tác Fe) HNO3 đặc (có xúc tác H2SO4 đặc) Bước 4: Tiến hành thí nghiệm, thu thập tư liệu chứng minh giả thuyết - Lần lượt phân phát hố chất: - Tiến hành thí nghiệm, ghi kết thí nghiệm, ống nghiệm chứa 2ml phenol tượng viết phương trình hố học vào phiếu mẩu Na cho nhóm học tập số GV theo sát nhóm làm thí + Thí nghiệm 1: Phenol tác dụng với Na: nghiệm (tránh phenol) OH ONa + Na + 1/2 H2 Hiện tượng: sủi bọt khí - Phân phát ống nghiệm chứa + Thí nghiệm 2: Phenol tác dụng với dung dịch Br2 PL6 2ml dung dịch phenol bình OH OH Br đựng dung dịch Br2 pha loãng + 3Br2 cho nhóm 3, Br + 3HBr Br Hiện tượng: có kết tủa trắng 2,4,6-tribrom phenol Bước 5: Kết luận - GV yêu cầu HS rút tính chất + Ảnh hưởng nhóm –OH đến vịng benzen: hố học phenol, giải thích Nguyên tử H phân tử phenol dễ bị thay dựa vào đặc điểm cấu tạo nguyên tử H benzen (phản ứng với dd phenol Br2 HNO3) (Kết tủa vàng 2,4,6 – trinitro phenol) (axit picric) + Ảnh hưởng vịng benzen đến nhóm –OH: Vịng benzen làm tăng khả phản ứng nguyên tử H nhóm –OH ancol (natri phenolat) Hoạt động 4: Nghiên cứu tính axit yếu phenol (5 phút) Bước 2: Đặt vấn đề xây dựng giả thuyết PL7 O H Vòng benzen rút electron, mật Vòng benzen phân tử phenol rút electron độ electron nguyên tử O dồn  nhóm ankyl phân tử ancol H vịng benzen làm cho liên kết nhóm OH phenol linh động ancol  nguyên  nguyên tử H nhóm OH phenol linh động H axit? tử H nhóm OH phenol linh động O – H không bền Vậy độ linh động đến mức nào? Có giống H nhóm OH ancol khơng? Bước 3: Tìm phương án giải Cho phenol tác dụng với bazơ Bước 4:Thu thập liệu chứng minh giả thuyết Phân phát hố chất: phenol, - Tiến hành thí nghiệm, ghi kết thí nghiệm, NaOH theo dõi giúp đỡ tượng viết phương trình hố học vào phiếu học tập số nhóm thí nghiệm OH ONa + NaOH natri phenolat Hiện tượng: phenol tan, dung dịch trở nên suốt Bước 5: Kết luận Phenol tác dụng với NaOH, phenol có tính Dẫn dắt: Tính axit phenol axit so với axit vơ khác HS tiến hành thí nghiệm, ghi kết thí nghiệm, PL8 nào? Các em thử làm thí tượng viết phương trình hố học vào phiếu nghiệm cho natriphenolat tác học tập số dụng với HCl, quan sát ONa tượng viết phương trình hố học - Thơng báo: Tính axit Hiện tượng: Dung dịch bị vẩn đục phenol yếu, yếu axit cacbonic, nên khơng làm quỳ tím hoá đỏ bị CO2 đẩy khỏi dung dịch muối - u cầu HS viết phương trình hố học dẫn CO2 vào dung dịch Natri phenolat rút kết Kết luận: phenol có tính axit yếu, yếu axit cacbonic luận Hoạt động 5: Tìm hiểu cách điều chế ứng dụng phenol (5 phút) - Cho HS quan sát sơ đồ điều - Điều chế chế phenol công nghiệp SGK - Yêu cầu HS đọc SGK, tự tìm hiểu ứng dụng phenol - Ứng dụng: - Sản xuất nhựa phenol fomanđehit - Sản xuất dược phẩm, phẩm nhuộm, thuốc nổ, chất kích thích tăng trưởng, chất diệt cỏ, diệt nấm mốc… PL9 Hoạt động 6: Củng cố nhắc nhở (6 phút) GV yêu cầu nhóm viết sơ đồ tư duy, tóm tắt tồn phenol giấy A HS tiến hành thảo luận nhóm viết sơ đồ tư PL10 Nhóm: Tên thành viên: PHIẾU HỌC TẬP SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA PHENOL Trạng thái: Màu sắc: Nhiệt nóng chảy: Tính tan: Phenol có độc khơng? Nhóm: Tên thành viên: PHIẾU HỌC TẬP SỐ CẤU TẠO PHENOL 1) Viết CTPT CTCT phenol 2) Cho biết phenol gồm nhóm nguyên tử nào? 3) Nêu ảnh hưởng nhóm ngun tử đến tính chất phenol PL11 Nhóm: Tên thành viên: PHIẾU HỌC TẬP SỐ TÍNH CHẤT HỐ HỌC CỦA PHENOL - Nêu tượng, viết phương trình hố học thí nghiệm sau PHẢN ỨNG THẾ CỦA PHENOL + Thí nghiệm 1: Phenol tác dụng với Na + Thí nghiệm 2: Phenol tác dụng với dung dịch Br2: + Thí nghiệm 3: Phenol tác dụng với dung dịch HNO3 đặc/H2SO4 đặc PHẢN ỨNG THỂ HIỆN TÍNH AXIT YẾU CỦA PHENOL + Thí nghiệm 4: Phenol tác dụng với NaOH + Thí nghiệm 5: Dung dịch Natri phenolat tác dụng với HCl + Thí nghiệm 6: Dung dịch Natri phenolat tác dụng với axit cacbonic PL12 Phụ lục Ảnh chụp sản phẩm dự án “SẢN XUẤT RƯỢU TRÁI CÂY LÊN MEN” Sản phẩm rượu Sơri Tem “chống hàng giả” rượu Sơri Sản phẩm rượu Thanh Long ”Minh Anh” Nhãn sản phẩm tự thiết kế rượu Thanh long PL13 Sản phẩm rượu nho “Chú Nghĩa” mẫu chai tự thiết kế Rượu thơm nguyên chất tem nhãn tự thiết kế PL14 Phụ lục ĐỀ KIỂM TRA MƠN HỐ HỌC – HỌC KÌ II TRƯỜNG THPT LÝ THƯỜNG KIỆT, NĂM 2017 – 2018 Thời gian: 45 phút ĐỀ BÀI Câu 1: (2 điểm) a) Từ axetilen, viết phản ứng điều chế C2H5OH (các chất vơ cần thiết coi có sẵn) b) Viết công thức cấu tạo đồng phân ancol gọi tên ứng với công thức phân tử C3H8O Câu 2: (2 điểm) Viết phương trình hóa học theo chuỗi sau CH → HCHO → Ag CH →C C H Câu 3: (2 điểm) Bằng phương pháp hóa học, phân biệt chất lỏng chứa lọ nhãn sau: phenol, anđehit axetic (etanal), benzen, ancol etylic Câu 4: (4 điểm) a) Cho 12,8 (g) ancol no, đơn chức, mạch hở A tác dụng hết với kali, sinh 4,48 (l) khí hiđro (đktc) Tìm cơng thức ancol A gọi tên b) Lấy m (g) hỗn hợp gồm ancol A phenol đem tác dụng với kali dư sinh 2,24 (l) khí (đktc) Lấy m (g) hỗn hợp cho tác dụng với dung dịch KOH thấy dùng vừa đủ 200 (ml) dung dịch KOH 0,5M Tính khối lượng m (g) - Hết Cho nguyên tử khối (u): H = ; C = 12 ; O = 16 ; K = 39 PL15 ĐÁP ÁN Câu 0,5 a) C2H2 + H2 0,5 0, 0, 0,25 điểm) to→ 0,5 0,25 0,25 0,5 2) HCHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O (NH4)2CO3 + 4Ag + 4NH4NO3 (23) 2CH4 điểm) 4) 3C2H2 5) C6H6 + 3Cl2 6) C6H6 + Br2 0,25 (2 điểm) CH3CHO - Hiện đầu tượng: không 0,25 chấm - chất Phương sau trình: 0,25 PL16 OH OH Br + 3Br2 Br + 3HBr Br C2H5OH + Na → C2H5ONa + ½ H2 a) nH2 = 0,2 mol 0,25 CnH2n+1OH + K → CnH2n+1OK + ½ H2 0,5 0,4  0,2 0,25  (14n + 18)x0,4 = 12,8 0,25  n=1 0,25  CH3OH 0,25 0,25 0,25 0,25 điểm) 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 ... CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HOÁ HỌC LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Trên giới Dạy - học theo hướng nghiên cứu thực... BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC LỚP 11 THPT 2.1 Sơ lược chương trình hóa học Hữu lớp 11 cần lưu ý nhằm phát triển NL NCKH cho HS 2.2... BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC LỚP 11 THPT 2.1 Sơ lược chương trình hóa học Hữu lớp 11 THPT điều cần lưu ý nhằm phát triển NL NCKH cho HS Bảng