Nội dung hóa đại cương và hóa vô cơ có vị trí và nhiệm vụ vô cùng quan trọng trong chương trình hóa học THPT. Nó có vai trò củng cố và phát triển khái niệm, định luật hóa học cơ bản mà học sinh đã tiếp thu từ chương trình hóa học trung học cơ sở (THCS), như các kiến thức về nguyên tố hóa học, chất hóa học và phản ứng hóa học…Mặt khác, hóa học đại cương được coi là cơ sở lý thuyết để nghiên cứu hóa vô cơ và hóa hữu cơ. Cụ thể là chương trình hóa đại cương cung cấp những kiến thức cơ bản về những học thuyết quan trọng của hóa học mà không có chúng thì không thể hiểu và học hóa học được (thuyết cấu tạo nguyên tử, định luật tuần hoàn, hệ thống tuần hoàn, liên kết hóa học…).
Nếu như chương trình hóa học THCS lấy khái niệm về nguyên tử và phân tử làm cơ sở thì chương trình hóa học THPT được nghiên cứu dưới ánh sáng của những quan điểm hiện đại về cấu tạo nguyên tử, cấu tạo phân tử và các lý thuyết hiện đại khác.
2.1.2. Nội dung và cấu trúc phần hóa đại cương và vô cơ ở trường THPT
Như đã nói ở trên, với quan điểm thông qua nội dung kiến thức để nâng cao mức độ nhận thức cho HS và thiết thực với việc học hóa vô cơ, nên phân môn hóa học đại cương được học sớm và tập trung một cách hợp lý.
Vào đầu lớp 10, HS được tiếp thu cụm lý thuyết cấu tạo nguyên tử - hệ thống tuần hoàn – định luật tuần hoàn – liên kết hóa học và khái niệm phản ứng oxy hóa – khử được củng cố và phát triển theo quan điểm của thuyết cấu tạo nguyên tử - liên kết hóa học. Sau đó, chương trình hóa học vô cơ được nghiên cứu một cách hệ thống theo trình tự các phân nhóm nguyên tố hóa học trong bảng hệ thống tuần
hoàn. Các nhóm nguyên tố và các nguyên tố được tiến hành nghiên cứu dưới ánh sáng của cụm lý thuyết đã nêu ở trên.
Mở đầu là phân nhóm chính nhóm VII (các nguyên tố halogen). Đây là nhóm phi kim điển hình cho nên thông qua chương này để giới thiệu đại cương về các nguyên tố phi kim. Tiếp theo là phân nhóm chính nhóm VI với hai đại điện là oxy và lưu huỳnh. Ở cuối chương trình lớp 10 cung cấp một số lý thuyết về phản ứng hóa học. Đó là các khái niệm về tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học.
Mở đầu chương trình 11 là chương sự điện ly – đây là một vấn đề lý thuyết thuộc phân môn hóa học đại cương nhằm cung cấp cho HS những kiến thức phổ thông, cơ bản và có hệ thống về sự điện ly của các chất điện ly nhằm tiếp tục góp phần làm sáng tỏ mối quan hệ giữa cấu tạo và tính chất của các chất. Đồng thời, cùng với lý thuyết của các quá trình hóa học đã nghiên cứu ở lớp 10 làm cơ sở khoa học để xét đoán chiều hướng tiến triển của các phản ứng xảy ra trong dd và hiểu được bản chất ion của các phản ứng giữa các dd muối, bazơ, và axit.
Sau phần hóa học đại cương (chương sự điện ly) là sự tiếp tục phần hóa học vô cơ với việc nghiên cứu phân nhóm chính nhóm V. Trong đó chú trọng đi sâu vào 2 nguyên tố - Nitơ và photpho – là hai nguyên tố mà hợp chất của chúng có ý nghĩa quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân. Đó là các hợp chất: NH3, HNO3, H3PO4 và các loại phân bón hóa học quan trọng nhất đối với nông nghiệp (phân đạm, phân lân),…
Theo trình tự các phân nhóm nguyên tố hóa học, đến đây cần nghiên cứu phân nhóm chính nhóm IV (với đại diện là C và Si). Các bon là nguyên tố có khả năng liên kết phong phú, tạo ra nhiều loại chất khác nhau, đặc biệt là hợp chất hữu cơ. Vì vậy việc nghiên cứu nguyên tố cacbon ở đây có vai trò để chuyển tiếp sang chương trình hóa hữu cơ.
Sau đó, chương trình hóa vô cơ tạm dừng để nghiên cứu hóa hữu cơ cho đến hết học kì I của lớp 12. Trước khi kết thúc chương trình hóa học THPT, chương trình hóa đại cương và hóa vô cơ lại tiếp tục với việc nghiên cứu các kim loại. Mở đầu phần này là sự trình bày những nét đại cương về các kim loại. Vấn đề này đã được giới
thiệu sơ bộ ở chương trình hóa học lớp 9, tuy nhiên lần này được nghiên cứu kỹ và sâu hơn. Việc xem xét tính chất của kim loại nói chung và tính chất hóa học nói riêng được gắn liền với lý thuyết cấu tạo chất, liên kết hóa học, sự điện ly và phản ứng oxy hóa – khử. Đồng thời việc giới thiệu “Dãy điện hóa của kim loại” là kiến thức rất cần thiết để làm sáng tỏ bản chất sự ăn mòn điện hóa và sự điện phân.
Tiếp theo là việc nghiên cứu, tìm hiểu các nguyên tố kim loại cụ thể theo trình tự từ đơn giản đến phức tạp về cấu tạo và tính chất, đó là các kim loại nhóm IA (kim loại kiềm), nhóm IIA (kim loại kiềm thổ), nhóm IIIA (nhôm). Sau cùng là việc tìm hiểu một số kim loại chuyển tiếp có ý nghĩa quan trọng về khoa học và thực tiễn, đó là sắt, đồng, crom…Kết thúc chương trình hóa vô cơ THPT, sách giáo khoa mới đưa thêm vào phần nhận biết một số chất vô cơ. Đây là phần tổng hợp lại các dấu hiệu nhận biết một số chất vô cơ đã được học, giới thiệu nguyên tắc nhận biết, cách sử dụng thuốc thử để nhận biết cation, anion trong dd và một số chất khí. Riêng chương trình hóa học nâng cao giới thiệu thêm phương pháp chuẩn độ axit - bazơ và chuẩn độ oxi hóa khử. Đây là phần giới thiệu sơ bộ bản chất, đặc điểm của phương pháp chuẩn độ đồng thời giới thiệu những dụng cụ, và công dụng của chúng dùng trong phân tích chuẩn độ.
2.2. SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ĐỂ THIẾT KẾ TÌNH HUỐNG CÓ VẤN ĐỀ 2.2.1. Vai trò của TN trong việc xây dựng THCVĐ trong DH hóa học
Trong quá trình DH nói chung, DH hóa học nói riêng, TN giữ vai trò rất quan trọng như một bộ phận không thể thiếu được. TN được coi là nguồn kiến thức để hình thành các khái niệm, định luật, học thuyết hóa học cơ bản và là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn. Thông qua việc quan sát và tiến hành thí nghiệm, học sinh nắm kiến thức sâu sắc và bền vững, đồng thời cũng có hứng thú say mê trong học tập.
Tuy nhiên, đối với TN còn có một ưu thế đặc biệt nữa là thông qua đó để làm hoạt động hóa người học, phát triển tư duy sáng tạo, hình thành năng lực phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề cho học sinh nếu như các TN được tiến hành theo hình thức TN nêu vấn đề. Đó là các TN được dùng để tạo nên các THCVĐ trong DH hóa học. TN nêu vấn đề có lợi thế trước hết ở đặc tính trực quan sinh động của đối
tượng nghiên cứu. Đó là tình huống bất ngờ, sự không bình thường của phản ứng hóa học xảy ra trong TN như biến đổi màu sắc, thay đổi trạng thái, hoặc cháy hay nổ ngoài dự kiến của người quan sát. Chính những dấu hiệu không bình thường này đã lôi cuốn sự chú ý của học sinh và tạo ra thế năng tâm lý muốn nghiên cứu, muốn tìm hiểu nguyên nhân của hiện tượng khác thường trong thí nghiệm.Khi quan sát và suy nghĩ về các TN nêu vấn đề, học sinh thấy được mâu thuẫn (THCVĐ) về nhận thức. Dưới sự hướng dẫn của GV, HS xây dựng giả thuyết để tìm ra con đường giải quyết vấn đề. Như vậy, TN nêu vấn đề sẽ đặt HS vào vị trí của người nghiên cứu, tìm tòi một cách sáng tạo để giải quyết nhiệm vụ đặt ra.
TN dạng này không chỉ dùng cho việc cung cấp kiến thức, hình thành các khái niệm mà còn được dùng để sửa các lỗi về nhận thức của học sinh và hiệu chỉnh các kiến thức về các vấn đề riêng biệt trong chương trình hóa học. Trong quá trình hoàn thành các TN nêu vấn đề, học sinh thường đi đến kết luận có tính chất tổng quát một cách thỏa mãn đồng thời cũng phát triển được kĩ năng của mình. Việc giải quyết những vấn đề chưa rõ ràng trong nhận thức bằng thực nghiệm sẽ khơi dậy tính độc lập sáng tạo của học sinh.
Như vậy, không phải bất kì TNHH nào cũng có thể sử dụng để tạo ra THCVĐ trong giờ học. Theo V. I. Aviviurski, TN được dùng để tạo ra THCVĐ là loại TN mà qua đó có thể đặt ra và giải quyết các vấn đề học tập khác nhau. Tức là qua TN phải nảy sinh được một trong các tình huống, các vấn đề trong DH hóa học như: tình huống nghịch lí – bế tắc, tình huống lựa chọn và tình huống nhân quả.
2.2.2. Những định hướng khi lựa chọn TN để tạo THCVĐ
Những định hướng khi lựa chọn TN là cơ sở quan trọng để thiết kế hệ thống TN tạo THCVĐ. Chính vì vậy, chúng tôi xin tổng hợp và đề xuất các định hướng lựa chọn TN như sau:
1) Phải có nội dung gắn bó với bài giảng, xem như một phần của bài giảng
Vai trò của TN là phục vụ cho trọng tâm bài giảng, cho nội dung kiến thức mà học sinh cần lĩnh hội. Nhờ TN mà trọng tâm bài học được làm nổi bật, như thế HS mới nhớ lâu kiến thức, vì vậy nội dung TN không được xa rời bài giảng.
2) Có nội dung bắt đầu từ cái quen thuộc đi đến cái bất thường
Nội dung phải tồn tại một vấn đề mà trong đó bộc lộ mâu thuẫn giữa cái đã biết và cái phải tìm, HS phải vượt qua một khó khăn trong tư duy hoặc hành động mà vốn hiểu biết sẵn có chưa đủ để vượt qua. Điều chưa biết đó sẽ được khám phá trong THCVĐ mà TN đặt ra.
3) Nội dung các TN này cần dựa vào sự hiểu biết về những hiện tượng và
các qui luật đã biết của HS
Nền tảng kiến thức đã có sẽ giúp cho HS tích cực suy nghĩ, nhanh chóng tìm ra được phương hướng giải quyết vấn đề.
4) Có nội dung hợp lý và có tính logic chặt chẽ
Nội dung bắt nguồn từ những cái quen thuộc đi đến những cái bất thường một cách bất ngờ nhưng phải logic, hợp lý. Cần làm cho HS thấy rõ, trong họ chưa có ngay lời giải, nhưng đã có một số kiến thức, kĩ năng liên quan đến vấn đề đặt ra và nếu họ tích cực suy nghĩ thì có nhiều hy vọng giải quyết được vấn đề đặt ra.
5) Chứa đựng hoàn cảnh có vấn đề gây ra nhu cầu nhận thức cho người học (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Không phải TN nào cũng có thể sử dụng để tạo THCVĐ trong giờ học. Nội dung TN tạo tình huống phải đặt ra và giải quyết được các vấn đề học tập khác nhau.
6) Vừa sức, không quá đơn giản, không quá phức tạp, phù hợp với khả
năng HS để tạo niềm tin
Một vấn đề đưa ra tuy có hấp dẫn nhưng nếu cao quá hoặc đơn giản quá so với khả năng vốn có của HS thì không gây ra nhu cầu nhận thức nào cả. Điều này nếu diễn ra nhiều lần thì sẽ dẫn đến mất hứng thú học tập, mất niềm tin vào khả năng nhận thức của HS.
7) Có tác dụng kích thích tư duy và gây hứng thú cho người học
TN tạo tình huống có lợi thế trước hết ở đặc tính trực quan sinh động của đối tượng nghiên cứu. Đó là những tình huống bất ngờ, sự không bình thường của phản ứng hóa học xảy ra trong TN như biến đổi màu sắc, thay đổi trạng thái, hoặc cháy nổ ngoài dự kiến của người quan sát. Chính những dấu hiệu không bình thường này đã lôi cuốn sự chú ý của HS và tạo ra tâm lý muốn nghiên cứu, muốn tìm hiểu nguyên nhân của hiện tượng khác thường trong thí nghiệm.
8) Được trình bày ngắn gọn, súc tích, đủ ý, rõ ràng.
9) Nội dung phải được thể hiện thành công bằng thí nghiệm.
TN là phương tiện trực quan chính yếu, được dùng phổ biến và giữ vai trò quyết định trong quá trình dạy học. Do đó nội dung lựa chọn cần được tiến hành TN trước để kiểm tra sự chính xác và chuẩn bị dụng cụ TN cho phù hợp.
2.2.3. Qui trình thiết kế các THCVĐ có sử dụng thí nghiệm
Dựa trên những định hướng lựa chọn nội dung TN để tạo THCVĐ, chúng tôi xin đề xuất qui trình thiết kế các THCVĐ có sử dụng TN để dạy học, gồm 5 bước:
Bước 1: Xác định mục tiêu bài dạy.
Đây là bước căn bản trong việc tiến hành soạn giảng một bài cụ thể và đo lường thành quả học tập của HS. Mục tiêu bài giảng có thể gồm nhiều mức độ và cách phân loại khác nhau. Chúng tôi xin đưa ra cách phân loại của Bloom như sau:
Hình 2.1. Cách phân loại của Bloom
Tổng hợp Phân tích Vận dụng Hiểu Biết Đánh giá
Ở tầng thấp nhất là biết kiến thức, nghĩa là HS biết được kiến thức qua sự truyển đạt của thầy. Làm thế nào để thầy cô biết được là HS biết? Cách đơn giản nhất là thử xem HS có nhớ hay không, hay kiểm tra thông qua các hoạt động liên quan đến kí ức như: mô tả, kể lại, đọc thuộc lòng,…
Sau khi đã biết, trình độ nhận thức phải được nâng cao lên đến tầng tứ hai. Đó là hiểu thấu đáo, vì rất nhiều HS khi học thuộc lòng và nhớ rất giỏi, nhưng vẫn không thực sự hiểu. Làm thế nào để xác định được là HS hiểu? Bloom đề nghị kiểm tra sự hiểu thấu đáo của HS thông qua các hoạt động sau: tóm tắt nội dung, giải thích, trình bày lại bằng những từ khác, thuyết trình, thảo luận, nhận biết các yếu tố,…
Ở tầng thứ ba là áp dụng. Các từ khóa chính để kiểm tra trình độ nhận thức ở tầng thứ ba gồm có: ứng dụng (công thức hay bài học vào hoàn cảnh khác), chứng minh, giải quyết vấn đề, minh họa, tính toán, sử dụng, thí nghiệm,….
Ba trình độ này được xếp vào hạng trình độ nhận thức và tư duy thấp, thuộc loại cơ bản.
Tầng thứ tư là phân tích. Các từ khóa chính để kiểm tra trình độ nhận thức ở tầng này gồm có: phân loại, so sánh, đối chiếu, diễn dịch, khảo sát, phân biệt,…
Lên đến tầng thứ năm là tổng hợp. Các từ khóa chính để kiểm tra trình độ nhận thức ở tầng này gồm có: kết hợp các phần tử có quan hệ thành một tổng thể, soạn thảo một chương trình (âm nhạc, văn học, thi ca, điện toán,…), thiết kế, lập giả thuyết, hệ thống hóa,…
Cuối cùng là tầng thứ sáu - đánh giá. Ở tầng này người học phải có khả năng đưa ra những nhận xét, đánh giá, phê bình (tình huống, tác phẩm,…), đưa ra những đề nghị, tiên đoán, chứng minh, và lập luận dựa trên những dữ kiện cụ thể đã được phân tích và tổng hợp ở hai tầng dưới. Đạt tới trình độ này, người học coi như đã có đủ “hỏa hầu” trong tiến trình nhận thức và học tập.
Trình độ từ tầng thứ tư đến thứ sáu thường được gọi là trình độ tư duy cao (higher level of thinking) và cũng là mục tiêu của cải cách giáo dục ngay tại Hoa Kỳ trong những năm gần đây.
Khi đã xác định được mục tiêu bài dạy ta có thể lựa chọn những tình huồng DH phù hợp và có thể kiểm tra trình độ tiếp thu và vận dụng của HS.
Bước 2: Xác định đơn vị kiến thức dạy
Đối chiếu với mục tiêu bài dạy chúng ta sẽ xác định những kiến thức cần chuyển tải đến HS trong đó có kiến thức trọng tâm và kiến thức cơ bản.
Bước 3: Thiết kế tình huống cho từng đơn vị kiến thức Trong quá trình thiết kế, tôi đã dựa vào một số căn cứ sau: - Định hướng lựa chọn nội dung TN để thiết kế THCVĐ. - Dựa trên đơn vị kiến thức.
- Đọc các tài liệu liên quan đến bài dạy. - Tham khảo các tình huống trong dạy học.