Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hỗ trợ học sinh tự học phần hóa vô cơ lớp 11 chương trình nâng cao trường trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ------------ TRƯƠNG HOÀI THƯƠNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HỖ TRỢ HỌC SINH TỰ HỌC PHẦN HÓA VÔ CƠ LỚP 11 CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC VINH - 2012 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ------------ TRƯƠNG HOÀI THƯƠNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HỖ TRỢ HỌC SINH TỰ HỌC PHẦN HÓA VÔ CƠ LỚP 11 CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành : Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn hóa học Mã số : 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS. NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG VINH – 2012 2 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn, bên cạnh sự cố gắng và nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của Quý thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè, học sinh và của người thân. Nhân đây, tôi xin gửi lời cám ơn chân thành và sâu sắc đến : – PGS.TS Nguyễn Xuân Trường – Người đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. – Quý thầy cô trong tổ phương pháp khoa Hóa học Trường đại học Vinh. – Đồng nghiệp và bạn bè đã hỗ trợ tôi về chuyên môn, góp ý cho tôi khi tiến hành thực nghiệm. – Xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô và tất cả các em học sinh các trường THPT thuộc tỉnh Đồng Tháp : Trường THPT Tam Nông, THPT Hồng Ngự I, THPT Nguyễn Đình Chiểu, THPT Phú Điền và Trường THPT Chu Văn An đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành tốt phần thực nghiệm sư phạm. Dù đã cố gắng hết sức, nhưng với thời gian và khả năng còn hạn chế, luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi mong nhận được sự góp ý từ Quý thầy cô, đồng nghiệp và bạn bè. Một lần nữa, xin gửi đến tất cả mọi người lòng biết ơn chân thành và sâu sắc. Vinh, tháng 09 năm 2012 Trương Hoài Thương MỤC LỤC 3 MỞ ĐẦU 6 1. Lý do chọn đề tài .6 2. Mục đích nghiên cứu .7 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 7 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu 8 5. Phạm vi nghiên cứu .8 6. Giả thuyết khoa học 8 7. Những đóng góp của đề tài .8 8. Phương pháp nghiên cứu .8 8.1. Nhóm các phương pháp nghiên cứu lí thuyết 8 8.2. Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn .8 8.3. Sử dụng toán thống kê để xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm 9 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỰ HỌC VÀ BÀI TẬP HÓA HỌC . 10 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu .10 1.2. Đổi mới phương pháp dạy và học 11 1.2.1. Nhu cầu đổi mới phương pháp dạy và học .11 1.2.2. Phương pháp dạy học tích cực 12 1.2.2.1. Tính tích cực .12 1.2.2.2. Phương pháp học tập tích cực .13 1.3. Cơ sở lý luận về tự học 13 1.3.1. Khái niệm tự học 13 1.3.2. Các hình thức của tự học 14 1.3.2.1. Tự học hoàn toàn (không có GV) .14 1.3.2.2. Tự học qua phương tiện truyền thông (học từ xa) .14 1.3.2.3. Tự học qua tài liệu hướng dẫn (E-Book) 14 1.3.2.4. Tự thực hiện một số hoạt động học ở lớp 14 4 1.3.3. Tự học có hướng dẫn 15 1.3.4. Chu trình học 16 1.3.5. Vai trò của tự học .19 1.3.6. Năng lực tự học 20 1.3.6.1. Khái niệm năng lực tự học .20 1.3.6.2. Các năng lực tự học cần bồi dưỡng và phát triển cho HS .20 1.3.7. Hệ thống kỹ năng tự học .23 1.3.8. Động cơ hoạt động tự học 24 1.3.9. Hướng dẫn học sinh tự học .25 1.3.9.1. Một số quan niệm về “dạy cách học” 25 1.3.9.2. Dạy học sinh tự học .27 1.4. Bài tập hóa học .30 1.4.1. Khái niệm bài tập hóa học 30 1.4.2. Tác dụng của BTHH .32 1.4.3. Phân loại BTHH .33 1.4.4. Hoạt động của học sinh trong quá trình tìm kiếm lời giải cho BTHH 34 1.4.4.1. Các giai đoạn của quá trình giải bài tập hóa học .34 1.4.4.2. Mối quan hệ giữa nắm vững kiến thức và giải BTHH 35 1.5. Tình hình sử dụng hệ thống bài tập hỗ trợ học sinh tự học hiện nay ở trường THPT . 36 1.5.1. Mục đích điều tra 36 1.5.2. Đối tượng, phương pháp điều tra 37 1.5.3. Kết quả điều tra .37 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 .41 CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HỖ TRỢ HỌC SINH TỰ HỌC PHẦN HÓA VÔ CƠ LỚP 11 CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO . 42 2.1. Tổng quan về phần hóa vô cơ lớp 11 nâng cao 42 5 2.1.1. Nội dung kiến thức và cấu trúc chương trình hóa học vô cơ lớp 11 .42 2.1.2. Phương pháp dạy học phần hóa học vô cơ lớp 11 43 2.1.2.1. Phương pháp dạy học chương “Sự điện li” 43 2.1.2.2. Phương pháp dạy học chương “Nhóm nitơ” và chương “Nhóm cacbon” 44 2.2. Nguyên tắc khi xây dựng hệ thống bài tập hỗ trợ học sinh tự học .45 2.3. Quy trình xây dựng hệ thống bài tập hỗ trợ học sinh tự học 47 2.4. Một số phương pháp xây dựng bài tập mới .49 2.4.1. Phương pháp tương tự 49 2.4.2. Phương pháp đảo cách hỏi 50 2.4.3. Phương pháp tổng quát .52 2.4.4. Phương pháp phối hợp 52 2.5. Hệ thống bài tập hỗ trợ học sinh tự học phần hóa vô cơ lớp 11 chương trình nâng cao trường THPT . 54 2.6. Sử dụng hệ thống bài tập mới xây dựng để hỗ trợ học sinh tự học .54 2.6.1. Sử dụng hệ thống bài tập hỗ trợ học sinh tự học trên lớp .54 2.6.1.1. Sử dụng bài tập hướng dẫn HS rút ra 55 2.6.1.2. Sử dụng bài tập khuyến khích HS nhìn nhận một vấn đề hay một bài toán dưới nhiều khía cạnh khác nhau 58 2.6.1.3. Sử dụng bài tập có tình huống nêu vấn đề 60 2.6.1.4. Sử dụng bài tập hướng dẫn HS lập sơ đồ hợp thức 63 2.6.1.5. Sử dụng bài tập có nhiều cách giải .64 2.6.2. Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà theo các chuyên đề có hướng dẫn .70 6 2.6.2.1. Chuyên đề 1 .70 2.6.2.2. Chuyên đề 2 .72 2.6.2.3. Chuyên đề 3 .75 2.6.2.4. Chuyên đề 4 .77 2.6.2.5. Chuyên đề 5 .79 2.6.2.6. Chuyên đề 6 .81 2.7.2.7. Chuyên đề 7 .88 2.7.2.8. Chuyên đề 8 .91 2.6.2.9. Chuyên đề 9 .92 TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 .94 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .95 3.1. Mục đích thực nghiệm .96 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm .96 3.3. Đối tượng thực nghiệm 96 3.4. Tiến trình và nội dung thực nghiệm sư phạm 97 3.4.1. Chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 97 3.4.2. Trao đổi với giáo viên dạy thực nghiệm .97 3.4.3. Tiến hành thực nghiệm .98 3.4.4. Nội dung thực nghiệm sư phạm 99 3.5. Phương pháp xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm .99 3.6. Kết quả thực nghiệm 101 3.6.1. Kết quả thực nghiệm về mặt định lượng 101 3.6.2. Phân tích kết quả học tập của các lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 106 3.6.3. Kết quả thực nghiệm về mặt định tính 107 3.6.4. Đánh giá chung .108 3.6.5. Nhận xét của giáo viên về hệ thống bài tập hỗ trợ học sinh tự học 109 TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 .110 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 112 1. Kết luận .112 2. Kiến nghị .113 2.1. Với Bộ GD & ĐT 113 7 2.2. Với các trường THPT 113 2.3. Với giáo viên .113 TÀI LIỆU THAM KHẢO .115 PHỤ LỤC BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTHH : bài tập hóa học ĐC : đối chứng ĐHQG : đại học quốc gia ĐHSP : đại học sư phạm GD & ĐT : giáo dục và đào tạo GV : giáo viên HS : học sinh KHTN : khoa học tự nhiên NXB : nhà xuất bản PTHH : phương trình hóa học PPDH : phương pháp dạy học SBT : sách bài tập SGK : sách giáo khoa THPT : trung học phổ thông TN : thực nghiệm TNSP : thực nghiệm sư phạm 8 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Con người là chủ thể kiến tạo xã hội và là yếu tố trung tâm trong xã hội tri thức, đối với con người cụ thể, tri thức là một cơ sở để xác định vị trí xã hội và khả năng hành động. Giáo dục đóng vai trò then chốt trong trong việc đào tạo con người , do đó đóng vai trò then chốt trong sự phát triển của xã hội. Mặt khác, xã hội tri thức là xã hội toàn cầu hóa. Trình độ giáo dục trở thành yếu tố tranh đua quốc tế nên vai trò của giáo dục càng trở nên quan trọng. Phát triển giáo dục và đào tạo là một trong những động lực quan trọng thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước; là điều kiện để phát huy nguồn lực con người. Ngày nay, chúng ta nhận thức được rằng, để đáp ứng nhu cầu xã hội thì phải trang bị cho bản thân rất nhiều kiến thức, kĩ năng, … Do đó giáo dục cần phải phát triển hơn nữa để góp phần đào tạo những thế hệ con người Việt Nam mới, năng động, sáng tạo, tự lập, có khả năng hội nhập toàn cầu, ứng phó được với các tình huống và giải quyết các vấn đề để tiếp tục tồn tại và phát triển, … Nhưng, biển học thì vô bờ mà bất cứ trường học nào cũng chỉ có thể cung cấp cho con người khối lượng tri thức giới hạn. Vậy nên học như thế nào trong thời đại bùng nổ thông tin như hiện nay, khi mà lượng kiến thức nhân loại tăng lên vùn vụt mỗi ngày ? Nếu ta học thụ động thì rất kém hiệu quả, kiến thức là vô hạn ta có cố nhồi nhét bao nhiêu đi nữa thì cái ta có được cũng chỉ là “giọt nước trong đại dương”! Vậy tại sao ta không chọn học cái hữu hạn là phương pháp học ? Có phương pháp học ta sẽ dễ dàng tiếp cận và nắm bắt cả kho tàng tri thức. Theo xu hướng đổi mới giáo dục hiện nay, tự học là phương pháp học tập quan trọng cần được bồi dưỡng, theo Luật Giáo dục, điều 28.2 : “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho HS”. Trong thực tế, HS sau khi học lý thuyết, dù rất hiểu bài cũng rất khó áp dụng để tự làm tốt các bài tập SGK, do đó các em cần người kèm cặp để làm bài, dẫn đến việc các em làm bài tập một cách thụ động máy móc, thiếu sáng tạo, không có hứng thú, do đó làm mất 9 ý nghĩa và tầm quan trọng của việc rèn luyện qua bài tập. 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 việc nghiên cứu sử dụng hệ thống bài tập theo hướng hỗ trợ học sinh tự học vẫn còn là cái mới. Với mong muốn tìm hiểu và sử dụng hiệu quả các bài tập hóa học nhằm nâng cao chất lượng dạy học ở THPT, tôi đã lựa chọn đề tài : “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hỗ trợ học sinh tự học phần hóa vô cơ lớp 11 chương trình nâng cao trường Trung học phổ thông”. 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống bài tập hóa học vô cơ lớp 11 (chương trình nâng cao) hỗ trợ học sinh tự học đồng thời nâng cao chất lượng dạy học hóa học trong giai đoạn hiện nay. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận và điều tra thực trạng việc dạy học hóa học cũng như tình hình sử dụng bài tập để hỗ trợ học sinh tự học. 3.2. Xây dựng cơ sở khoa học cho việc xây dựng hệ thống bài tập gồm : – Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập hỗ trợ học sinh tự học. – Quy trình xây dựng hệ thống bài tập hỗ trợ học sinh tự học. – Phương pháp xây dựng bài tập hỗ trợ học sinh tự học. 3.3. Tuyển chọn và biên soạn bài tập mới để xây dựng hệ thống bài tập phần hóa học vô cơ lớp 11 chương trình nâng cao trường THPT có tác dụng hỗ trợ học sinh tự học. 3.4. Nghiên cứu các biện pháp sử dụng hệ thống bài tập hóa học có tác dụng hỗ trợ học sinh tự học trong dạy học hóa học ở trường THPT. 3.5. Thực nghiệm sư phạm đánh giá tính hiệu quả của những nội dung mang tính phương pháp luận và hệ thống bài tập đã xây dựng nhằm hỗ trợ HS tự học. Đối chiếu kết quả thực nghiệm với kết quả điều tra ban đầu, rút ra kết luận về khả năng ứng dụng những nội dung và biện pháp đã nêu vào quá trình dạy học hóa học ở trường THPT. 3.6. Tìm hiểu tình hình sử dụng hệ thống bài tập hóa học có tác dụng hỗ trợ học sinh tự học trong quá trình dạy học. 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu + Đối tượng nghiên cứu : Hệ thống bài tập hóa học phần vô cơ lớp 11 (chương trình nâng cao) trường THPT có tác dụng hỗ trợ học sinh tự học. + Khách thể nghiên cứu : Quá trình dạy học hóa học ở trường THPT. 10