Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học trong việc hình thành và phát triển khái niệm về một số phản ứng hóa học hữu cơ ở trường trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH PHẠM LÊ MAI XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC TRONG VIỆC HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KHÁI NIỆM VỀ MỘT SỐ PHẢN ỨNG HÓA HỌC HỮU CƠ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC VINH - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH PHẠM LÊ MAI XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC TRONG VIỆC HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KHÁI NIỆM VỀ MỘT SỐ PHẢN ỨNG HÓA HỌC HỮU CƠ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC HÓA HỌC Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Lê Văn Năm VINH - 2012 1 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành 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 và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. - Thầy giáo PGS.TS Cao Cự Giác và thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Xuân Trường đã dành nhiều thời gian đọc và viết nhận xét cho luận văn. - Ban chủ nhiệm khoa Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Hoá học cùng các thầy giáo, cô giáo thuộc Bộ môn Lí luận và phương pháp dạy học hoá học khoa Hoá học trường ĐH Vinh đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin cảm ơn tất cả những người thân trong gia đình, Ban giám hiệu và các thầy, cô tổ Hóa các Trường THPT Nghi Lộc I, THPT Nghi Lộc IV, THPT Lê Viết Thuật, các bạn lớp Cao học 18 LL và PPDH Hóa học - Đại học Vinh, các đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này. Vinh, tháng 09 năm 2012 Phạm Lê Mai 2 MỤC LỤC MỤC LỤC .3 PHẦN MỞ ĐẦU .6 1. Lí do chọn đề tài 6 2. Mục đích nghiên cứu. 7 3. Nhiệm vụ nghiên cứu .7 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 7 5. Phương pháp nghiên cứu 8 5.2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn: .8 5.3. Phương pháp thống kê toán học trong khoa giáo dục để xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm. 8 6. Giả thuyết khoa học .8 7. Đóng góp mới của đề tài .8 PHẦN NỘI DUNG: 10 Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN .10 1.1. Cơ sở phương pháp luận của sự hình thành KNHHCB trong dạy học hóa học 10 1.1.1. Một số đặc trưng cơ bản của khái niệm khoa học[9];[25];[27]. .10 1.1.1.1.Thế nào là khái niệm khoa học: .10 1.1.2. Các giai đoạn của việc hình thành và phát triển các khái niệm hoá học cơ bản ở trường phổ thông[16];[25];[26];[27]. 19 1.2.3. Quá trình hình thành KNPƯHH trong chương trình HHPT[16]; [25];[49]. .26 1.3. Bài tập hoá học – Một phương pháp dạy học hiệu quả trong quá trình hình thành khái niệm hoá học[21];[25];[41] .33 1.3.1. Khái niệm bài tập hoá học .33 1.3.2. Ý nghĩa của BTHH trong quá trình hình thành KNHH 34 1.3.3. Phân loại BTHH 35 1.3.4. Các xu hướng phát triển của bài tập hoá học 37 1.3.5. Xây dựng và sử dụng BTHH trong việc hình thành và phát triển các KNHH[17];[19];[41] .38 1.4. Thực trạng việc sử dụng BTHH trong DHHH ở trường phổ thông .40 1.4.1. Thực trạng việc sử dụng BTHH của giáo viên trong DHHH ở trường phổ thông .40 1.4.2. Thực trạng về ý nghĩa và phương pháp học tập của học sinh khi học môn hoá học ở trường THPT 41 1.4.3. Đánh giá thực trạng việc sử dụng BTHH trong DHHH ở trường THPT .42 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 44 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC 45 3 ĐỂ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CÁC KHÁI NIỆM HÓA HỌC CƠ BẢN 45 2.1. Phân tích chương trình hóa học hữu cơ THPT[33];[36];[46] .45 2.1.1. Tầm quan trọng của phần hóa học hữu cơ THPT 45 2.1.2. Đặc điểm nội dung kiến thức và cấu trúc phần hoá học hữu cơ trong chương trình THPT 46 2.1.3. Hệ thống các KNHH hữu cơ cơ bản ở trường THPT[36];[50] .47 2.1.4. Nội dung KNPƯHH hữu cơ trong chương trình THPT 49 2.2. Phân tích quá trình hình thành và phát triển các KNPƯHH hữu cơ ở trường THPT .50 2.3. Các nguyên tắc và quy trình xây dựng hệ thống BTHH hình thành và phát triển khái niệm PƯHH hữu cơ THPT 66 2.4. Hệ thống BTHH đã xây dựng để hình thành và phát triển khái niệm phản ứng hóa học hữu cơ THPT .72 2.5. Sử dụng BTHH hình thành và phát triển khái niệm PƯHH trong dạy học hóa học hữu cơ THPT .76 TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 104 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 105 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm .105 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 105 3.4. Phương pháp thực nghiệm .106 3.5. Kết quả thực nghiệm và xử lý kết quả thực nghiệm .107 TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 114 PHẦN KẾT LUẬN CHUNG VÀ NHỮNG KIẾN NGHỊ 116 1. Kết luận: 116 2. Kiến nghị .117 3. Hướng phát triển tiếp theo của đề tài 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO .118 PHẦN PHỤ LỤC .122 Phụ lục 1: Hệ thống BTHH hình thành và phát triển khái niệm PƯHH hữu cơ .123 Phụ lục 2: Hệ thống giáo án minh họa trong quá trình dạy học thực nghiệm .139 Phụ lục 3: Các phiếu điều tra, các bài kiểm tra 147 4 BẢNG CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT ĐẦY ĐỦ CHỮ VIẾT TẮT Học sinh HS Giáo viên GV Trung học phổ thông THPT Phương pháp dạy học hóa học PPDHHH Phương pháp dạy học PPDH Phương tiện dạy học PTDH Nội dung dạy học NDDH Mục tiêu dạy học MTDH Điều kiện tiêu chuẩn Đktc Thực nghiệm sư phạm TNSP Thực nghiệm TN Đối chứng ĐC Phương trình phản ứng PTPƯ 5 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Định hướng phát triển Giáo dục và Đào tạo đến năm 2020 của Bộ Giáo dục có ghi rõ: “Cần tạo ra sự chuyển biến mạnh mẽ về phương pháp giáo dục, tiếp tục đổi mới chương trình, đổi mới phương pháp dạy và học, khắc phục cơ bản lối truyền thụ một chiều; phát huy phương pháp dạy học (PPDH) tích cực sáng tạo, hợp tác, giảm thời gian giảng dạy lý thuyết, tăng thời gian tự học, tự tìm hiểu cho học sinh”. Từ đó đặt ra cho ngành giáo dục phải đổi mới toàn diện từ mục tiêu, nội dung, phương pháp các phương tiện dạy học, hệ thống trường lớp, quản lý giáo dục và hình thức tổ chức dạy học theo hướng phát huy tinh thần chủ động tìm tòi, nghiên cứu sáng tạo của học sinh, trong đó yêu cầu đổi mới PPDH, đổi mới cách học, cách suy nghĩ, cách chiếm lĩnh và hoàn thiện kiến thức của học sinh có vai trò quan trọng hàng đầu. Lĩnh hội tri thức có nghĩa là lĩnh hội những khái niệm hợp thành một tri thức nào đó. Vì vậy, thực chất của quá trình dạy học hoá học ở trường phổ thông là hình thành cho học sinh các khái niệm hoá học cơ bản. Trong dạy học hóa học (DHHH), việc hình thành những khái niệm cơ bản (KNCB) cho học sinh có ý nghĩa quan trọng rất lớn, không những về mặt trí dục mà cả về mặt đức dục. Việc nghiên cứu sự hình thành các khái niệm cơ bản (KNCB) nhằm giúp học sinh hiểu rõ nội dung của KN cơ bản từ sự phát sinh, phát triển và đặc biệt tìm ra mối quan hệ giữa những khái niệm đó. Nhờ đó mà học sinh mới nắm vững được kiến thức và sử dụng chúng một cách độc đáo và sáng tạo. Như vậy, việc hình thành các khái niệm hoá học cơ bản và những quan điểm lý thuyết chủ đạo về hoá học là một trong những vấn đề trung tâm của lý luận dạy học bộ môn. Nó có tầm quan trọng rất lớn không những về mặt trí dục mà cả về mặt đức dục nữa. Đây là nhiệm vụ hết sức quan trọng mà người giáo viên phải thực hiện một cách có trách nhiệm và với nghệ thuật cao để hoàn thành tốt nhiệm vụ giảng dạy hoá học ở trường phổ thông. Trong hệ thống các KNHHCB trong chương trình hóa học phổ thông thì khái niệm phản ứng hóa học có một vị trí và tầm quan trọng đặc biệt. Cùng với khái niệm chất, phản ứng hóa học được xem là đối tượng nghiên cứu của hóa học. Việc trang bị cho học sinh hệ thống các kiến thức về phản ứng hóa học (PƯHH) chính là cơ sở để học sinh có thể nắm vững những kiến thức trọng tâm của môn hóa học. 6 Để hình thành và phát triển khái niệm PƯHH ta có thể dùng nhiều phương pháp dạy học khác nhau, trong đó bài tập hóa học được sử dụng như là PPDH tích cực để hình thành và phát triển khái niệm khái niệm, từ đó giúp học sinh nắm vững khái niệm và vận dụng nó một cách linh hoạt và sáng tạo. Tuy nhiên, việc nghiên cứu sự hình thành, phương pháp sử dụng hệ thống BTHH để hình thành, phát triển và liên kết khái niệm về các loại phản ứng hóa học quan trọng trong DHHH hữu cơ bậc THPT hiện nay còn chưa được quan tâm nghiên cứu một cách hệ thống. Đó là lý do chúng tôi chọn và nghiên cứu đề tài “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học trong việc hình thành và phát triển khái niệm một số phản ứng hóa học hữu cơ ở trường trung học phổ thông”. 2. Mục đích nghiên cứu. Nghiên cứu xây dựng và sử dụng BTHH trong việc hình thành và phát triển khái niệm một số phản ứng hóa học hữu cơ ở trường phổ thông theo hướng DH tích cực nhằm tích cực hóa hoạt động học tập (HĐHT) của HS 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài. a) Cơ sở lý luận của đề tài: Cơ sở phương pháp luận về sự hình thành và phát triển các KNHH cơ bản ở trường THPT; Lý luận về bài tập hóa học; vai trò của bài tập hóa học trong việc hình thành các KNHH cơ bản. b) Tìm hiểu thực trạng dạy học hóa học ở trường THPT, Tình trạng sử dụng BTHH để hình thành các KNHH cơ bản trong dạy học hóa học. 3.2. Phân tích nội dung, cấu trúc chương trình – SGK hóa học phổ thông, đi sâu vào quá trình hình thành và phát triển các KNPƯ trong hóa học hữu cơ. 3.3. Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học trong việc hình thành và phát triển khái niệm một số phản ứng hóa học hữu cơ ở trường trung học phổ thông 3.4. Thực nghiệm sư phạm (TNSP) để xác định tính phù hợp của hệ thống BTHH đã xây dựng và tính hiệu quả của các đề xuất và phương pháp và sử dụng BTHH trong việc hình thành và phát triển KNPƯHH hưũ cơ. 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Quá trình DHHH ở trường THPT. 7 - Đối tượng nghiên cứu: Quá trình hình thành và phát triển KNPƯHH hữu cơ ở ở trường trung học phổ thông. 5. Phương pháp nghiên cứu 5.1. Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích và tổng hợp lý thuyết, phân loại và hệ thống hóa lý thuyết về hình thành khái niệm, lý thuyết về phản ứng hóa học hữu cơ. 5.2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn: + Điều tra cơ bản : - Điều tra tổng hợp ý kiến của các nhà nghiên cứu giáo dục, các giáo viên đang trực tiếp giảng dạy ở các trường trung học phổ thông về thực trạng của việc sử dụng bài tập hóa học trong giảng dạy hóa học nói chung. - Thăm dò lấy ý kiến của giáo viên về giải pháp xây dựng hệ thống bài tập hóa học để hình thành và phát triển các khái niệm hóa học cơ bản nói chung và các khái niệm về phản ứng hóa học hữu cơ nói riêng. + Tổng kết kinh nghiệm giáo dục: Trao đổi, tổng kết kinh nghiệm về vấn đề sử dụng bài tập trong dạy học hóa học để hình thành và phát triển các KN về PƯHH theo hướng tích cực hóa nhận thức học sinh. + Thực nghiệm sư phạm : - Đánh giá chất lượng của hệ thống bài tập đã xây dựng. - Đánh giá hiệu quả đem lại từ việc sử dụng bài tập hóa học để hình thành và phát triển KNPƯHH hưũ cơ. 5.3. Phương pháp thống kê toán học trong khoa giáo dục để xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm. 6. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng tuyển chọn được một hệ thống bài tập hoa học thích hợp thì sẽ giúp cho việc hình thành và phát triển khái niệm KNPƯHH hữu cơ có hiệu quả. 7. Đóng góp mới của đề tài - Tổng quan một cách hệ thống cơ sở phương pháp luận của quá trình hình thành KNHH ở trường phổ thông. 8 - Phân tích quá trình hình thành và phát triển khái niệm PƯHH trong chương trình HHPT, đi sâu vào KNPƯHH hữu cơ và vai trò của BTHH trong quá trình hình thành và phát triển KNPƯHH hữu cơ. - Xây dựng và lực chọn hệ thống BTHH theo các mức độ nhận thức khác nhau để hình thành, phát triển KNPƯHH trong chương trình hóa học hữu cơ THPT. 9 . trình hình thành và phát triển các KNPƯ trong hóa học hữu cơ. 3.3. Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học trong việc hình thành và phát triển khái niệm. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH PHẠM LÊ MAI XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC TRONG VIỆC HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KHÁI NIỆM VỀ MỘT SỐ PHẢN ỨNG