Xây dựng các bài tập phân tích biến đổi dây chuyền trong hóa hữu cơ theo quan điểm tiếp cận hệ thống để nâng cao hiệu quả dạy học phần hidrocacbon

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HÓA HỌC XÂY DỰNG CÁC BÀI TẬP PHÂN TÍCH BIẾN ĐỔI DÂY CHUYỀN TRONG HÓA HỮU CƠ THEO QUAN ĐIỂM TIẾP CẬN HỆ THỐNG ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC PHẦN HIDROCACBON KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH : LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY HÓA HỌC Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS LÊ VĂN NĂM Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ PHƯƠNG LỚP : 49A – HÓA Lời cảm ơn Sau một thời gian nghiên cứu, đề tài: “ xây dựng các bài tập phân tích biến đổi dây chuyền trong hóa hữu cơ theo quan điểm tiếp cận hệ thống để nâng cao hiệu quả dạy học phần hidrocacbon” đã được hoàn thành. Để hoàn thành được luận văn này,tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến - Thầy giáo PGS. TS LÊ VĂN NĂM đã giao đề tài ,tận tình hướng dẫn khoa học và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho việc nghiên cứu và hoàn thành luận văn này - Các thầy cô giáo trong tổ phương pháp giảng dạy Hoá học và toàn thể các thầy cô giáo của khoa hoá Trường Đại Học Vinh. Ngoài ra còn có sự giúp đỡ, ủng hộ nhiệt tình của gia đình, các thầy cô giáo trong tổ hoá học, các em học sinh trường Trung học phổ thông cấp 3 Hương Sơn – Hà Tĩnh. Vinh, tháng 5/2012 Nguyễn Thị Phương MỤC LỤC Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH .1 Lời cảm ơn .2 PHẦN MỞ ĐẦU .1 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU .3 3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CÚU .3 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3 1. Các phương pháp nghiên cứu lí luận: .3 2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn: .3 3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .4 5. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .4 6. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC 4 7. ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI 4 PHẦN NỘI DUNG .5 Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN .5 1.1. TIẾP CẬN HỆ THỐNG 5 1.1.1. KHÁI NIỆM HỆ VÀ HỆ TOÀN VẸN .6 1.1.2. CÁC NHÂN TỐ SINH THÀNH HỆ TOÀN VẸN 6 1.1.3. NHỮNG ĐẶC TRƯNG QUAN TRỌNG KHÁC CỦA HỆ TOÀN VẸN .7 1.1.4. ALGORIT VẬN DỤNG TIẾP CẬN HỆ THỐNG .7 1.2.1.1. Xây dựng grap nội dung dạy học .8 1.2.1.2. Phương pháp grap và tiếp cận môdun vào lí luận về bài toán hóa học .11 1.2.1.3. Dùng phương pháp grap để thiết kế quy trình công nghệ của một bài học hóa học nghiên cứu tài liệu mới .14 1.2.1.4. Dùng grap nội dung để dạy học trên lớp về hóa học 16 1.2.2. PHƯƠNG PHÁP ALGORIT DẠY HỌC 18 1.2.2.1. Các kiểu algorit dạy học 18 1.2.2.2. Các khái niệm cơ bản của tiếp cận algorit .19 1.2.2.3. Những nét đặc trưng cơ bản của algorit dạy học 19 1.2 2.4. Tầm quan trọng của phương pháp algorit 20 1.3. QUÁ TRÌNH DẠY HỌC THEO QUAN ĐIỂM TIẾP CẬN HỆ THỐNG 20 1.3.1. QUÁ TRÌNH DẠY HỌC 20 1.3.2 DẠY VÀ HỌC THEO QUAN ĐIỂM TIẾP CẬN HỆ THỐNG 21 1.3.3. NỘI DUNG MÔN HỌC THEO QUAN ĐIỂM TIẾP CẬN HỆ THỐNG 23 1.4 THỰC TRẠNG DẠY HỌC PHẦN HIDROCACBON VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN BIẾN ĐỔI CÁC CHẤT .24 1.4.1. MỤC ĐÍCH ĐIỀU TRA .24 1.4.2. NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP – ĐỐI TƯỢNG – ĐỊA BÀN ĐIỀU TRA .24 1.4.3 KẾT QUẢ ĐIỀU TRA .25 Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP CHUỖI PHẢN ỨNG BIẾN ĐỔI CÁC CHẤT HỮU CƠ THEO TIẾP CẬN HỆ THỐNG .26 2.1 ĐẶC ĐIỂM NỘI DUNG – CẤU TRÚC HOÁ HỮU CƠ PHẦN HIDROCACBON .26 2.1.1 NỘI DUNG – CẤU TRÚC 26 2.1.2 MỤC TIÊU .28 2.1.2.1. Chương hidrocacbon no .28 2.1.2.2. Hidrocacbon không no: anken – ankadien – ankin .29 2.1.2.3. Aren – nguồn hidrocacbon thiên nhiên 30 2.1.3 CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH THEO TIẾP CẬN HỆ THỐNG .31 2.2 XÂY DỰNG CÁC BÀI TẬP PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN BIẾN ĐỔI CÁC CHẤT PHẦN HOÁ HỮU CƠ THEO TIẾP CẬN HỆ THỐNG 33 2.2.1 LÝ THUYẾT CƠ BẢN .33 2.2.1.1. Ankan hay Parafin .33 2.2.1.2. Xycloankan .36 2.2.1.3. Anken ( CnH2n với n2) .36 2.2.1.4. Ankadien : CnH2n-2 (n3) 39 2.2.1.5 Ankin CnH2n-2 (n2) .40 2.2.1.6. Aren 44 2.2.2 NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG .48 2.2.2.1. Các cơ sở đề xuất nguyên tắc: 48 2.2.2.2. Nguyên tắc xây dựng : .48 2.2.3. HỆ THỐNG CÁC BÀI TẬP 49 2.2.3.1. Các dạng bài tập: 49 2.3 SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC PHẦN HIDROCACBON 77 2.3.1. SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỂ HOÀN THIỆN, CỦNG CỐ KIẾN THỨC 77 2.3.2. SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỂ PHÁT TRIỂN KIẾN THỨC 82 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .87 3.1.MỤC ĐÍCH NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .88 3.2 CHUẨN BỊ THỰC NGHIỆM 88 3.2.1 CHỌN MẪU THỰC NGHIỆM .88 3.2.1.1. Trường 88 3.2.1.2. Lớp .88 3.2.2 NỘI DUNG THỰC NGHIỆM .89 3.3 KIỂM TRA KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM .90 3.4 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM .90 3.4.1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG KẾT QUẢ KIỂM TRA .90 3.4.2 XỬ LÍ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 93 3.4.2.1 Thu thập số liệu và trình bày số liệu qua lần kiểm tra thứ nhất .93 3.4.2.2 Thu thập số liệu và trình bày số liệu qua lần kiểm tra thứ hai .95 3.4.3 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .97 3.5. NHẬN XÉT 98 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100 1. Những công việc đã làm .100 2. Kết luận về tính khoa học, tính khả thi và kết quả của đề tài .100 3.Những hạn chế và khó khăn khi triển khai đề tài 101 4.Kiến nghị về các điều kiện để tiếp tục phát triển đề tài 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO .103 PHỤ LỤC 105 I. PHIẾU ĐIỀU TRA 105 II. CÁC CÂU HỎI KIỂM TRA TNSP .106 PHẦN MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong thời đại khoa học công nghệ phát triển mạnh mẽ, hội nhập đã trở thành xu thế tất yếu thì yêu cầu xã hội đối với con người cũng ngày một cao hơn. Do đó việc phát triển giáo dục không chỉ nhằm “ nâng cao dân trí” mà còn phải “ đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài”. Muốn đào tạo con người Việt Nam phát triển toàn diện, có khả năng tư duy linh hoạt, nhạy bén, đáp ứng được yêu cầu chung thì xã hội cần phải có kế hoạch bồi dưỡng thế hệ trẻ từ những ngày còn phải trên ghế nhà trường, khi mà người học vừa mới tiếp cận với kiến thức khoa học cơ bản là phải đổi mới tư duy dạy học. Nghị quyết trung ương Đảng lần thứ 4 ( khóa VII) đã xác định: phải khuyến khích tự học, phải áp dụng những phương pháp dạy học hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy, sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề. Định hướng này đã được pháp chế hóa trong luật Giáo Dục điều 24,2, trong số 16/2006/QĐ – BGDĐT: Phương pháp GD phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc trưng môn học; đặc điểm đối tượng học sinh, điều kiện của từng lớp học; bồi dưỡng học sinh phương pháp tự học khả năng hợp tác; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú và trách nhiệm học tập cho học sinh. Đối với người học thì Học không chỉ để chiếm lĩnh tri thức mà còn để biết phương pháp đi đến tri thức đó, do đó việc thay đổi cách học là tất yếu để có thể học suốt đời. Còn đối với người dạy, việc thay đổi cách dạy càng trở nên quan trọng, bức thiết hơn. Người dạy phải là người am hiểu về sự học, là chuyên da của việc học, phải dạy cho con người ta cách học đúng đắn. 1 Trong quá trình học ở trường phổ thông, nhiệm vụ quan trọng của Giáo Dục là phát triển tư duy cho học sinh ở mọi bộ môn, trong đó có bộ môn hóa học là môn khoa học thực nghiệm và lý thuyết, vì thế bên cạnh việc nắm vững lý thuyết, người học cần phải biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo mọi vấn đề thông qua hoạt động thực nghiệm, thực hành, hoàn thành bài tập. Một trong những phương pháp dạy học tích cực là sử dụng bài tập hóa học trong hoạt động dạy và học ở trường phổ thông. Bài tập hóa học đóng vai trò vừa là nội dung vừa là phương tiện để chuyển tải kiến thức, phát triển tư duy, kĩ năng thực hành bộ môn một cách hiệu quả nhất. Bài tập hóa học không chỉ củng cố nâng cao kiến thức, vận dụng kiến thức mà còn là phương tiện để tìm tòi, hình thành kiến thức mới. Rèn luyện tính tích cực, trí thông minh sáng tạo cho học sinh, giúp các em có hứng thú trong học tập, chính điều này đã làm cho bài tập hóa học ở trường phổ thông giữ một vai trò quan trọng trong việc dạy và học hóa học. Đặc biệt trong hóa hữu cơ sử dụng chuỗi phản ứng hóa học làm hệ thống bài tập để phát triển tư duy sáng tạo, rèn luyện trí thông minh cho học sinh trong quá trình dạy học. Đã có nhiều tác giả quan tâm, nghiên cứu các vấn đề về bài tập hóa học và cũng có nhiều công trình được áp dụng ở mức độ khác nhau. Tuy nhiên sử dụng hệ thống chuỗi phản ứng hóa hữu cơ theo quan điểm tiếp cận hệ thống để phát triển tư duy khái quát, sáng tạo và tư duy tái hiện cho học sinh trong quá trình dạy học vẫn chưa được quan tâm đúng mức. Với mong muốn tìm hiểu và sử dụng hiệu quả hơn hệ thống chuỗi phản ứng dây chuyền hóa hữu cơ nhằm nâng cao chất lượng dạy học ở trường trung học phổ thông, tôi đã lựa chọn đề tài: “ xây dựng các bài tập phân tích biến đổi dây chuyền trong hóa hữu cơ theo quan điểm tiếp cận hệ thống để nâng cao hiệu quả dạy học phần hidrocacbon”. 2 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu xây dựng và sử dụng các bài tập phản ứng dây chuyền biến đổi các chất trong phần hidrocacbon theo hướng tiếp cận hệ thống để phát triển tư duy khái quát sáng tạo cho học sinh. 3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CÚU 1. Nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài: Lí luận về tiếp cận hệ thống. Các phương pháp dạy học có tính hệ thống và khái quát cao trong day học hóa học. 2. Xây dựng và sử dụng các bài tập phản ứng dây chuyền biến đổi các chất trong phần hidrocacbon theo hướng tiếp cận hệ thống để phát triển tư duy khái quát cho học sinh. 3.Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá chất lượng hệ thống bài tập đã xây dựng và kĩ năng áp dụng các bài tập đó vào quá trình tổ chức hoạt động dạy học hóa học trung học phổ thông. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Các phương pháp nghiên cứu lí luận: - Các Nghị quyết, các chủ trương và chỉ thị về đổi mới phương pháp dạy học. - Các tài liệu liên quan đề tài như lí luận dạy học, tâm lí học … - SGK, tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài - Lý luận về bài tập phản ứng trong dạy học hóa học. - Nội dung, cấu trúc chương trình, kĩ năng, mục tiêu phần hóa hữu cơ trung học phổ thông. 2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn: - Điều tra cơ bản về thực trạng dạy và học Hoá học ở trường THPT - Thăm dò, trao đổi ý kiến với giáo viên và học sinh về nội dung, khối lượng kiến thức, cách dạy, học và sử dụng các bài tập theo hệ thống phản ứng dây chuyền trong hóa hữu cơ THPT. 3 3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Đánh giá chất lượng hệ thống bài giảng và bài tập đã xây dựng. - Đánh giá hiệu quả của các bài tập đã biên soạn. 5. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU -Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hóa học hữu cơ. - Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống bài tập chuỗi phản ứng dây chuyền hóa hữu cơ phần hidrocacbon hóa học 11. 6. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu xây dựng được hệ thống phần bài tập hóa học trên cơ sở hệ thống các phản ứng dây chuyền về mối quan hệ giữa các hợp chất hữu cơ với nhau thì sẽ nâng cao hiệu quả dạy học phần hóa học hữu cơ ở trường phổ thông theo hướng phát triển năng lực tư duy độc lập, linh hoạt và sáng tạo cho học sinh. 7. ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI - Tuyển chọn, thiết kế, xây dựng các bài tập mối quan hệ giữa các hợp chất hữu cơ qua phản ứng dây chuyền. - Góp phần làm sáng tỏ ý nghĩa, tác dụng phản ứng dây chuyền hóa hữu cơ trong quá trình rèn luyện tính độc lập, tư duy, vận dụng lí thuyết vào thực tiễn, phát triển tư duy suy luận cho học sinh. - Qua hệ thống phản ứng dây chuyền phân loại được từng đối tượng học sinh: giỏi, khá, trung bình, yếu. 4 PHẦN NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. TIẾP CẬN HỆ THỐNG Khổng tử, nhà triết học - sư phạm vĩ đại số một Trung Hoa, đã từng nói : “ Dư nhất dĩ quán chi” ( lấy một thừa đủ để thông suốt tất cả). Một ở đây là đạo lí, học thuyết, phương pháp tiếp cận khái quát nhất, phổ biến nhất. Đối với các nhà khoa học nói chung - Đó là triết học duy vật biện chứng. Còn đối với các nhà khoa học giáo dục, đó là tiếp cận hệ thống - nhân cách - hoạt động. Tiếp cận là hệ phương pháp, do đó thuộc phạm trù phương pháp. Một lí thuyết khoa học đến độ trưởng thành sẽ có khả năng tác động như một hệ phương pháp. Phép biện chứng duy vật gắn với phép duy vật biện chứng. Tiếp cận hệ thống, hay còn gọi là tiếp cận hệ thống cấu trúc, xuất xứ từ lí thuyết xibecnetic phát triển cao thành một phương pháp cụ thể của triết học duy vật biện chứng. Nó thuộc loại phương pháp triết học, tức là những phương pháp chung nhất có thể vận dụng vào mọi lĩnh vực của nhận thức và thực tiễn. Tóm lại, tiếp cận hệ thống là cách thức xem xét đối tượng như một hệ toàn vẹn phát triển động, tự sinh thành và lớn lên thông qua giải quyết mâu thuẫn nội tại, do sự tương tác hợp quy luật của các thành tố. Tiếp cận hệ thống cũng là cách thứ phát hiện ra logic phát triển của đối tượng từ lúc mới sinh thành đến lúc trở thành hệ toàn vẹn mang một chất lượng toàn vẹn tích hợp. Như vậy, để hiểu được tiếp cận hệ thống ta cần trả lời các câu hỏi cơ bản sau: - Hệ và hệ toàn vẹn là gì? - Bằng cách nào, theo quy luật nào sinh thành được hệ toàn vẹn? 5 . ĐẠI HỌC VINH KHOA HÓA HỌC XÂY DỰNG CÁC BÀI TẬP PHÂN TÍCH BIẾN ĐỔI DÂY CHUYỀN TRONG HÓA HỮU CƠ THEO QUAN ĐIỂM TIẾP CẬN HỆ THỐNG ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC. tài: “ xây dựng các bài tập phân tích biến đổi dây chuyền trong hóa hữu cơ theo quan điểm tiếp cận hệ thống để nâng cao hiệu quả dạy học phần hidrocacbon .