Phát triển năng lực tự học hóa học cho học sinh thông qua sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm hóa học

Trong bài viết này sử dụng phần mềm thí nghiệm Crocodile Chemistry, xây dựng, thiết kế nội dung thí nghiệm học phần kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và nhôm nhằm giúp học sinh có thể dễ dàng trong việc tự học, tự kiểm tra và đánh giá kết quả học tập, từ đó nâng cao kết quả học tập môn Hóa học ở trường phổ thông. Mời các bạn tham khảo!

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THƠNG QUA SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THÍ NGHIỆM HĨA HỌC Bùi Minh Hướng1 Nguyễn Hữu Chung2 Tóm tắt Năng lực tự học cho học sinh trường phổ thông lực cốt lõi chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể quy định Bộ Giáo dục Đào tạo Việc sử dụng thí nghiệm Hóa học dạy học có tác dụng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo, rèn khả tự học cho học sinh trường phổ thông Trong viết sử dụng phần mềm thí nghiệm Crocodile Chemistry, xây dựng, thiết kế nội dung thí nghiệm học phần kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ nhôm nhằm giúp học sinh dễ dàng việc tự học, tự kiểm tra đánh giá kết học tập, từ nâng cao kết học tập mơn Hóa học trường phổ thơng Từ khóa: Phần mềm Crocodile Chemistry; thí nghiệm Hóa học; lực tự học Mở đầu Ứng dụng công nghệ mở triển vọng đổi phương pháp dạy học theo định hướng phát triển lực cho học sinh Nhiều công nghệ sử dụng phần mềm dạy học gặt hái nhiều thành công đổi phương pháp dạy học Hiện nay, ứng dụng công nghệ thông tin giảng dạy, không phát triển mạnh thành phố lớn, mà phát triển tỉnh miền núi Các trường phổ thơng trang bị phịng máy, phịng đa năng, nối mạng internet, số trường trang bị máy ghi âm, chụp hình, quay phim, máy quét hình số thiết bị khác, tạo sở hạ tầng công nghệ cho giáo viên sử dụng vào trình dạy học [1] Sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm Hóa học trường phổ thông số nhà khoa học nghiên cứu Một số nghiên cứu gần sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry có tính kinh tế cao, đặc biệt phù hợp dạy học trường phổ thông với điều kiện trang bị sở vật chất, dụng cụ thí nghiệm cịn thiếu thốn Giáo viên biểu diễn, mơ tả thí nghiệm ảo, thực hành phần mềm với thí nghiệm độc hại, khó quan sát, dễ gây nguy hiểm cho học sinh [2] Trung tâm GDNN-GDTX Tây Hồ, thành phố Hà Nội Trường Đại học Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội; Điện thoại: 096.2396.418; Email: Minhhuongbuiht@gmail.com 266 KỶ YẾU HỘI THẢO QUỐC TẾ LẦN THỨ NHẤT VỀ ĐỔI MỚI ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN Một ưu điểm so với phương tiện dạy học khác, việc sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm Hóa học, cịn nâng cao khả tự học học sinh, học sinh tự luyện tập, tự đánh giá, hồn tồn tự làm chủ q trình học tập thân Học sinh giảm áp lực thời gian tiếp cận kiến thức lớp xem lại kiến thức chưa hiểu từ điều trình cách học, phương pháp học thân cho phù hợp [3] Với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn Hóa học trường THPT, tiến hành sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry thiết kế dạy học thí nghiệm chương kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm Hóa học 12 nhằm mục đích phát triển lực tự học cho học sinh Nội dung 2.1 Khái niệm lực tự học dạy học Hóa học Tự học vấn đề then chốt chiến lược giáo dục đào tạo, hình thành phát triển lực tự học cho học sinh nhiệm vụ quan trọng dạy học trường phổ thông Năng lực tự học học sinh hiểu khả tự thân thu nhận kiến thức vận dụng kiến thức cách hiệu học tập mức độ độc lập Điều thể khả làm chủ học tập, thu nhận, nắm vững kiến thức có hệ thống, kĩ thái độ kết nối hợp lí vận dụng chúng để giải vấn đề đặt sống Dựa theo tài liệu Bộ Giáo dục Đào tạo [4] cấu trúc lực mô tả kết hợp lực thành phần: lực nhận thức tư duy, lực thu thập xử lí thơng tin, lực ghi nhớ vận dụng kiến thức, lực hợp tác, lực phát triển cá nhân đánh giá Trên sở để hình thành phát triển lực tự học cho học sinh cần xác định qua biểu sau [5] Có khả tự nhận sai lầm, hạn chế thân học tập để rút kinh nghiệm, phương pháp học tập phù hợp với thân; Biết cách tìm thu thập thơng tin theo vấn đề học tập Có khả tự xếp thơng tin đánh giá trình bày logic cách diễn đạt mình; Ghi nhớ kiến thức vận dụng chúng giải vấn đề học tập tình mới; Tự đánh giá thân để xây dựng kế hoạch phát triển cá nhân Biết sử dụng công nghệ thông tin, đặc biệt phương tiện học tập giúp tự kiểm tra đánh giá kết học tập để qua tự thân điều chỉnh, bổ sung kiến thức bị hổng Có khả làm việc nhóm, biết lắng nghe, chia sẻ, giải vấn đề học tập, tham gia hoạt động thực hành nghiên cứu xã hội 2.2 Giới thiệu phần mềm dạy học thí nghiệm Hóa học Phần mềm dạy học thí nghiệm ảo loại sản phẩm đa phương tiện, mơ thí nghiệm tượng, q trình Vật lý, Hóa học, Sinh học xảy tự nhiên Phần 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRONG GIÁO DỤC 267 phịng thí nghiệm, tạo tích hợp liệu dạng số máy tính, có khả tương tác với người dùng có giao diện thân thiện với người dùng [6] Phần mềm Crocodile Chemistry phần mềm ứng dụng cho phép sử dụng dụng cụ thí nghiệm, thiết kế thí nghiệm ảo Thí nghiệm ảo hay thí nghiệm thật thí nghiệm trực quan, làm sáng tỏ lý thuyết, gây hứng thú học tập cho học sinh, kích thích tính tị mị khoa học, làm học sinh nhận thức dễ dàng hơn, kiến thức thu rõ ràng sâu sắc, đồng thời lớp học sơi nổi, hào hứng Hình Giao diện phần mềm Crocodie Chemistry Hình Một số dụng cụ thí nghiệm 268 KỶ YẾU HỘI THẢO QUỐC TẾ LẦN THỨ NHẤT VỀ ĐỔI MỚI ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN Bảng Một số hóa chất thí nghiệm minh họa 2.3 Ngun tắc thiết kế thí nghiệm sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry Các thí nghiệm phải nằm nội dung chương trình Hóa học THPT, chương kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm Hóa học 12 nhằm mục đích phát triển lực tự học cho học sinh Các thí nghiệm phải đảm bảo tính khoa học, xác kỹ thực hành thí nghiệm, có tính thẩm mĩ thí nghiệm, bước tiến hành thí nghiệm hợp lí, khơng q dài dịng, thí nghiệm hấp dẫn, sinh động với tượng rõ ràng, nhanh chóng 2.4 Qui trình sử dụng phần mềm thiết kế thí nghiệm phát triển lực tự học Bước 1: Xác định thí nghiệm cần thiết kế có sẵn mục Contents hay phải thiết kế (New model) Bước 2: Lựa chọn dụng cụ hóa chất phù hợp với thí nghiệm cần biểu diễn Bước 3: Sắp xếp lắp đặt dụng cụ cho HS dễ quan sát tượng phản ứng Bước 4: Chọn chức xem chi tiết phản ứng dạng kí hiệu, mơ hình ngun tử dạng kí hiệu để HS dễ quan sát phản ứng xảy Bước 5: Nhấn nút Pause, cho hóa chất vào dụng cụ thí nghiệm sau nhấn nút Pause lần để quan sát đầy đủ tượng xảy Muốn phản ứng xảy nhanh hay chậm, nhấn nút Simulation Speed 2.5 Ví dụ minh họa thiết kế thí nghiệm sử dụng phần mềm Crocodile Thí nghiệm: Kim loại Mg tác dụng với dung dịch H2SO4 lỗng Phần 2: ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ TRONG GIÁO DỤC 269 - Mục đích thí nghiệm: + Kiến thức: Học sinh hiểu axit H2SO4 loãng axit mạnh, cho bột Mg vào axit thấy có bọt khí Quan sát thí nghiệm thấy có bọt khí xuất hiện, chứng tỏ Mg tác dụng với dung dịch H2SO4 lỗng Viết phương trình Hóa học xảy ra: Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑ + Kỹ năng:Thực phản ứng kim loại tác dụng với axit, biết cách tiến hành thí nghiệm phần mềm thí nghiệm ảo + Thái độ: Hứng thú, ham mê học hỏi + Định hướng phát triển lực Năng lực tự học Năng lực giải vấn đề - Hóa chất dụng cụ Vào Parts Library + Chemicals → metal → Powder & Liquids → Magnesium + Equipment →Apparatus → Bunsen bumer + Glassware → standard → test tube Nhấp vào Property chọn Temperature, Mass để theo dõi thay đổi nhiệt độ khối lượng chất ống nghiệm Hình Hóa chất dụng cụ thí nghiệm 270 KỶ YẾU HỘI THẢO QUỐC TẾ LẦN THỨ NHẤT VỀ ĐỔI MỚI ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN * Tiến hành - Cho khoảng 10g Mg vào ống nghiệm chưa 10 ml H2SO4 loãng - Bật lửa đèn Bunsen, thay đổi độ lớn lửa cách di chuyển nút trượt bên cạnh đèn Quan sát tượng xảy ra? Hình Tiến hành thí nghiệm 2.6 Thiết kế cơng cụ đánh giá lực tự học học sinh Bộ công cụ đánh giá lực tự học HS cần đảm bảo đánh giá tiêu chí, biểu lực tự học Do ngồi hình thức kiểm tra đánh giá mức độ nắm vững kiến thức, kĩ HS, cần sử dụng thêm công cụ đánh giá lực bảng kiểm tra quan sát, phiếu tự đánh giá HS, phiếu hỏi vấn GV, HS tình hồn cảnh cụ thể Để thiết kế công cụ đánh giá lực tự học HS, cần dựa vào thành tố cấu trúc lực tự học mức độ đạt theo tiêu chí Từ thành tố tiêu chí biểu lực tự học, xây dựng tiêu chí đánh giá mức độ thể tiêu chí lực trình bày bảng sau Bảng Tiêu chí đánh giá mức độ lực tự học học sinh Tiêu chí biểu Số TT lực tự học học sinh Mức độ đánh giá lực tự học học sinh Mức 1: Chưa đạt Mức 2: Đạt (0 – 4,9 điểm) (5,0-6,5 điểm) Mức 3: Khá, giỏi (6,6-10 điểm) Xác định mục tiêu, Không xác định mục Xác định mục tiêu, Xác định đầy đủ nhiệm vụ học tập tiêu, nhiệm vụ học tập nhiệm vụ học tập mục tiêu, nhiệm vụ học sở kết tập học tập chưa đủ 271 Phần 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRONG GIÁO DỤC Mức độ đánh giá lực tự học học sinh Tiêu chí biểu Số TT lực tự học học sinh Mức 1: Chưa đạt Mức 2: Đạt Mức 3: Khá, giỏi (0 – 4,9 điểm) (5,0-6,5 điểm) (6,6-10 điểm) Đọc hiểu tài liệu, Đọc không hiểu tài Đọc hiểu tài liệu, Tài liệu đọc hiểu ghi chép ghi chép thơng tin liệu, chưa biết tóm tắt khơng biết cách tóm tắt rõ ràng, bổ sung thơng đủ thông tin cần thiết thông tin cần thiết tin xác đầy đủ Tóm tắt nội dung Chưa tóm tắt nội Tóm tắt nội dung Tóm tắt nội dung chính tự dung bài, khơng tự tự đặt đặt vấn không hiểu cách đặ đặt vấn đề vấn đề học tập có đề học tập vấn đề học tập học tập tính khoa học, có giá trị Vận dụng kiến thức Không biết vận dụng Biết vận dụng kiến Vận dụng thành thạo giải tập, chọn tài kiến thức để giải thức giải tập, kiến thức giải tập, lựa liệu để giải dạng tập chưa chọn đủ chọn tài liệu đa dạng tập dạng tập để giải tập Tổng hợp kiến thức, Không biết tổng hợp Biết tổng hợp kiến Tổng hợp kiến thức khoa chọn cách học riêng kiến thức, phương thức, lựa chọn cách học, hình thành cho cho thân pháp học tập không học chưa thật hiệu cách học hiệu có khoa học Vận dụng cao cao kiến Khơng biết giải thích Biết vận dụng kiến thức Biết vận dụng tích hợp thức giải thích hiện tượng thực tiễn giải thích tượng nội tượng thực tiễn liên hệ với kiến thức sống dung thực tiễn, cịn ngồi chưa đầy đủ Hóa kiến học thức giải thích thực tiễn cách thuyết phục Từ tiêu chí số mức độ đánh giá lực tự học này, thiết kế công cụ đánh giá phát triển lực tự học học sinh dạy có sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry theo đề xuất Bộ công cụ đánh giá lực tự học học sinh gồm bảng kiểm tra quan sát giáo viên thực hiện, phiếu tự đánh giá học sinh kiểm tra cho dạy thực nghiệm sư phạm 2.7 Thực nghiệm sư phạm Chúng tiến hành thực nghiệm sư phạm lớp 12 trường THPT thuộc địa phận thành phố Hà Nội năm học 2018-2019 Thiết kế giáo án sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry kết hợp với phương pháp dạy học tích cực, tiến hành dạy sử dụng bảng kiểm tra quan sát, phiếu tự đánh giá phát triển lực tự học cho học sinh Tiến hành kiểm tra đánh giá kết học tập học sinh qua vừa dạy Kết đánh giá phát triển lực tự học học sinh qua bảng kiểm tra quan sát giáo viên đánh giá tự đánh giá học sinh với kiểm tra xử lí phương pháp thống kê toán học Kết trình bảng 3, hình 272 KỶ YẾU HỘI THẢO QUỐC TẾ LẦN THỨ NHẤT VỀ ĐỔI MỚI ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN Bảng Kết đánh giá lực tự học học sinh Giáo viên đánh giá mức độ (Thang điểm 10) TT Tiêu chí Yếu TN Xác định mục tiêu, nhiệm vụ học tập sở kết học tập Trung bình ĐC TN ĐC Khá- Giỏi TN ĐC 3,3 2,1 6,5 5,5 8,5 7,1 Đọc hiểu tài liệu, ghi chép thông tin phù hợp 4,6 3,5 6,2 5,7 9,1 7,6 Tóm tắt nội dung tự đặt vấn đề học tập 3,7 2,2 6,2 5,0 8,2 7,1 Vận dụng kiến thức giải tập, chọn tài liệu để giải dạng tập 3,2 1,9 6,1 5,1 8,8 7,5 Tổng hợp kiến thức, chọn cách học riêng cho thân 4,5 2,8 6,2 5,6 9,0 8,1 Vận dụng kiến thức giải thích tượng thực tiễn sống 4,8 3,9 6,4 6,0 8,8 7,3 Bảng Phân phối tần suất lũy tích kiểm tra % học sinh đạt điểm xi trở xuống Điểm xi TN1 ĐC1 TN2 ĐC2 TN3 ĐC3 TN4 ĐC4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1,13 0 2,5 2,43 2,26 3,65 1,19 2,56 8,75 22,61 20,72 11,35 8,13 8,52 14,28 7,69 32,5 35,70 37,79 28,02 30,22 16,66 33,33 24,36 55,00 52,37 63,40 37,11 53,49 28,85 52,33 64,09 75,00 79,75 80,47 67,79 77,88 55,68 67,85 87,14 91,25 86,90 95,10 90,51 90,70 78,85 86,90 10 100 100 100 100 100 100 100 1000 Hình Đồ thị đường lũy tích lớp TN ĐC Phần 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRONG GIÁO DỤC 273 Từ kết thực nghiệm thấy rằng: Đường lũy tích ứng với lớp TN ln nằm phía bên phải phía đường lũy tích ứng với lớp ĐC Điều chứng tỏ lớp TN có kết học tập tốt lớp ĐC Kết số liệu thu sau xử lý thống kê kiểm tra nhận thấy điểm trung bình cộng lớp TN cao lớp ĐC ( X TN > X ĐC), gán cho kết học tập lớp TN tốt lớp ĐC Hệ số biến thiên VTN< VĐC điều chứng tỏ mức độ phân tán quanh điểm trung bình cộng lớp TN nhỏ lớp ĐC, lớp TN đồng Kết luận Thông qua sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry 6.05 nhằm phát triển lực tự học cho học sinh, tiến hành thực nghiệm sư phạm số trường trung học phổ thông thuộc địa phận thành phố Hà Nội với kết thu lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng phù hợp với mục tiêu nghiên cứu đề Với kết bước đầu thu được, chúng tơi kết luận việc tổ chức dạy - học với việc sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry 6.05 góp phần nâng cao chất lượng học tập học sinh, đáp ứng mục tiêu yêu cầu đổi phương pháp dạy học Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Văn Hiền (2015) "Xu hướng ứng dụng công nghệ thông tin dạy học" Tạp chí Khoa học Giáo dục, Vol 116, trang 19-30 [2] Nguyễn Thị Hương Dung (2015) "Ứng dụng phần mềm Crocodile Chemistry thiết kế mơ hình thí nghiệm ảo thực hành thí nghiệm Hóa học", Tạp chí Giáo dục số đặc biệt tháng 11 [3] Trịnh Thị Phương Thảo (2011) "Khai thác phần mềm dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động học tập dạy học mơn Tốn Trung học phổ thơng" Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Đại học Thái Nguyên, Vol 87, trang 131-133 [4] Bộ Giáo dục Đào tạo, Dự án Việt - Bỉ, 2010 Dạy học tích cực - Một số phương pháp kĩ thuật dạy học NXB Đại học Sư phạm [5] Nguyễn Hữu Chung, Nguyễn Thị Phương (2017) "Phát triển lực tự học cho học sinh thông qua thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun dạy học Hóa học chương hiđro - nước trường trung học sở" Tạp chí Khoa học Đại học Sư phạm Hà Nội, số trang 18-31 [6] Phó Đức Hịa, Ngơ Quang Sơn (2008) Ứng dụng cơng nghệ thơng tin dạy học tích cực, NXB Giáo dục  ... niệm lực tự học dạy học Hóa học Tự học vấn đề then chốt chiến lược giáo dục đào tạo, hình thành phát triển lực tự học cho học sinh nhiệm vụ quan trọng dạy học trường phổ thông Năng lực tự học học... phương tiện dạy học khác, việc sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm Hóa học, cịn nâng cao khả tự học học sinh, học sinh tự luyện tập, tự đánh giá, hồn tồn tự làm chủ q trình học tập thân Học sinh giảm... tự học cho học sinh Tiến hành kiểm tra đánh giá kết học tập học sinh qua vừa dạy Kết đánh giá phát triển lực tự học học sinh qua bảng kiểm tra quan sát giáo viên đánh giá tự đánh giá học sinh