8. Những đúng gúp mới của đề tài
1.4 Sử dụng dạy học nờu vấn đề trong cỏc bài học cú thớ nghiệm
1.4.1 Vị trớ và vai trũ của thớ nghiệm trong bài giảng dạy hoỏ học
1.4.1.1. Vai trũ của thớ nghiệm và phương tiện trực quan trong quỏ
trỡnh nhận thức.[10]
Nhận thức luận của LờNin soi sỏng mọi quỏ trỡnh nhận thức. Con đường nhận thức theo ụng: “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn. Đú là con đường biện chứng của quỏ trỡnh nhận thức” [29]. Trực quan là nền tảng của tư duy, nhận thức thỡ phản ỏnh thực tại khỏch quan, nhưng nú phản ỏnh khụng mỏy múc, khụng thụ động sự phản ỏnh cỏc quy luật khỏch quan vào con người và nú khụng tỏc dụng một chiều mà là một quỏ trỡnh tỏc động biện chứng qua lại giữa chủ thể nhận thức và thực tại khỏch quan.
Hoạt động nhận thức là hoạt động chủ động tớch cực của chủ thể. Một trong những phương phỏp cải tiến giỏo dục là chỳ trọng những phương phỏp và biện phỏp dạy học nhằm tớch cực hoỏ, hoạt động hoỏ nhận thức của học sinh. Ăngghen đó viết: “ Trong nghiờn cứu khoa học, tự nhiờn cũng như xó hội, phải xuất phỏt từ những sự thật đó cú, phải xuất phỏt từ những hỡnh thỏi hiện thực khỏc nhau của vật chất, cho nờn trong khoa học lớ luận về tự nhiờn, chỳng ta khụng thể cấu ra mối liờn hệ để ghộp chỳng vào sự thật, mà phải từ sự thật đú phỏt hiện ra mối liờn hệ ấy, rồi phải hết sức chứng minh những mối liờn hệ ấy bằng thực nghiệm ”. Như vậy thớ nghiệm, thực nghiệm khoa học giữ vai trũ hết sức quan trọng trong quỏ trỡnh nhận thức khoa học và thực tiễn. Cú thể núi thớ nghiệm là một yếu tố của nguồn nhận thức thế giới, là cầu nối giữa hiện tượng tự nhiờn và khả năng nhận thức của con người.
“Thớ nghiệm và phương tiện trực quan là mụ hỡnh hiện đại cho hiện thực khỏch quan, là cơ sở, điểm xuất phỏt cho quỏ trỡnh học tập, nhận thức của học sinh. Từ đõy xuất phỏt quỏ trỡnh nhận thức cảm tớnh, để rồi sau do diễn ra sự trừu tượng hoỏ và sự tiến lờn từ trừu tượng đến cụ thể tư duy” [30]
1.4.1.2 Theo lớ thuyết thụng tin:[30]
Thớ nghiệm được coi như là một hệ thụng tin. Khi tiến hành thớ nghiệm, hệ nhận một mệnh lệnh điều khiển từ ngoài vào dưới dạng thụng tin
(Ii) chuyển đến (TB). Nhận lệnh này, (TB) tỏc động một thụng tin mà nú đó mó hoỏ (Im) vào thực hiện (HT). Nhờ tỏc động này(HT) cung cấp trở lại cho thiết bị một thụng tin đo lường (Id). Thụng tin lập tức (TB) giải mó hoỏ thành một thụng tin mới để chuyển nú ra ngoài hệ, đú là (I0), nhà thực nghiệm thu nhận thụng tin cuối cựng của thớ nghiệm (Io).
1.4.1.3 Vai trũ của thớ nghiệm trong giảng dạy hoỏ học:
“Hoỏ học là một khoa học thực nghiệm cú lập luận” [30] Cụ thể hơn: Hoỏ học là một khoa học nghiờn cứu cỏc chất và sự biến đổi của chỳng. Do vậy, trực quan trong hoỏ học chớnh là quan sỏt đối tượng, đú là mức độ đầu tiờn và rất quan trọng. Qua quan sỏt và nghiờn cứu tài liệu cỏc chất và từ đú hỡnh thành nờn hệ thống lớ thuyết khoa học hoỏ học.
Nhờ quan sỏt thớ nghiệm mà học sinh khụng những nhỡn thấy mà cũn tri giỏc được từ đú hỡnh thành những biểu tượng về một chất nào đú. Những biểu tượng là cơ sở hoạt động nhận thức của tư duy, do vậy phải dạy cho học sinh biết quan sỏt và ghi nhận những điều quan sỏt. Tuy nhiờn, việc quan sỏt thỡ chỉ cho biết bề ngoài của sự vật hiện tượng, nếu mục đớch biểu diễn chỉ dừng lại ở mức độ đú thỡ chưa đủ mà giỏo viờn phải hướng dẫn học sinh đi từ hiện thực bờn ngoài đến bản chất của những biến hoỏ hoỏ học. Nghĩa là phải làm cho nhận thức cảm tớnh của học sinh kết hợp với tư duy trừu tượng.
“Thớ nghiệm giỳp học sinh cú thể chuyển từ tư duy cụ thể sang tư duy trừu tượng và ngược lại. [39]
Vớ dụ: Học sinh cú thể tri giỏc trực tiếp cấu tạo bờn ngoài và cỏc hiện tượng xảy ra trong một lũ nung vụi đang hoạt động. Qua thớ nghiệm về sự phõn hủy đỏ vụi ở nhiệt độ cao giỳp học sinh ghi nhận những gỡ là chủ yếu nhất: khi bị nung núng ở nhiệt độ cao (trờn 900t0c) canxicacbonat bị phõn huỷ thành canxioxitvà cú khớ cacbonic bay ra, trong khớ của lũ vụi cú khớ cacbonic. “Như vậy, thớ nghiệm đó giỳp học sinh lược bỏ những cỏi phụ, thứ yếu, giữ lại những cỏi thực bản chất của sự vật hiện tượng ”[20]. Núi cỏch khỏc trong giai đoạn lĩnh hội khỏi niệm hoỏ học, thớ nghiệm sẽ giỳp quỏ trỡnh trừu tượng hoỏ trong nhận thức. Nhờ vậy, học sinh sẽ hỡnh thành khỏi niệm tốt hơn. Đến giai đoạn cụ thể hoỏ, học sinh sẽ vận dụng khỏi niệm tốt hơn để giải thớch những hiện tượng hoỏ học phức tạp.
Thớ nghiệm giỳp học sinh làm quen với những tớnh chất, mối liờn hệ và quan hệ cú quy luật giữa cỏc đối tượng nghiờn cứu, giỳp làm cơ sở để nắm vững cỏc quy luật, cỏc khỏi niệm khoa học và biết khai thỏc chỳng.“Thớ nghiệm cũn giỳp học sinh làm sỏng tỏ mối liờn hệ phỏt sinh giữa cỏc sự vật giải thớch được bản chất của cỏc quỏ trỡnh xảy ra trong tự nhiờn, trong sản xuất và trong đời sống. Nhờ thớ nghiệm mà con người cú thể thiết lập được những quỏ trỡnh mà trong thực tế tự nhiờn hoàn toàn khụng cú được và kết quả tạo ra những chất mới” [20]. Nú cũn giỳp học sinh khả năng vận dụng những quỏ trỡnh nghiờn cứu trong nhà trường trong phũng TN vào phạm vi
rộng rói trong cỏc lĩnh vực hoạt động của con người. Đối với bộ mụn hoỏ học, thớ nghiệm giữ vai trũ đặc biệt quan trọng như một bộ phận khụng thể tỏch rời của quỏ trỡnh dạy - học. Người ta coi thớ nghiệm là cơ sở của việc học hoỏ học và để rốn luyện kĩ năng thực hành. Thụng qua thớ nghiệm giỳp học sinh nắm kiến thức một cỏch hứng thỳ, vững chắc và sõu sắc hơn. Thớ nghiệm hoỏ học được sử dụng với tư cỏch là nguồn gốc là xuất xứ của kiến thức để dẫn đến lớ thuyết hoặc với tư cỏch kiểm tra giả thiết.
“Thớ nghiệm hoỏ học là cầu nối giữa lớ thuyết và thực tiễn. Việc nõng cao hiệu suất dạy –học thực hành, trực quan. Thớ nghiệm, tiếp cận với cỏc phương phỏp cụng nghệ, phương phỏp lao động thực tiễn giỳp học sinh nắm vững kiến thức kỹ năng, kỹ xảo nghề nghiệp”[32]. Thớ nghiệm hoỏ học cũn cú tỏc dụng phỏt triển tư duy, giỏo dục thế giới quan duy vật biện chứng và củng cố niềm tin khoa học của học sinh, giỳp hỡnh thành những đức tớnh tốt của người lao động mới, thận trọng, ngăn nắp, trật tự, gọn gàng. Vỡ vậy, khuynh hướng chung của việc cải cỏch bộ mụn hoỏ học ở trong nước và trờn thế giới là tăng tỉ lệ giờ cho cỏc thớ nghiệm và nõng cao chất lượng cho cỏc bài thớ nghiệm.
1.4.2. Những yờu cầu sư phạm về kĩ thuật biễu diễn thớ nghiệm [10]
1.4.2.1. Yờu cầu về an toàn:
Yờu cầu đầu tiờn cơ bản đối với mọi loại thớ nghiệm hoỏ học là phải an toàn cho học sinh. Vỡ thế, người giỏo viờn phải kiểm tra dụng cụ, hoỏ chất. … trước khi làm thớ nghiệm và tuõn theo cỏc tất cả những quy định về bảo hiểm. Nờn luụn giữ hoỏ chất tinh khiết, dụng cụ sạch sẽ, nắm vững kĩ thuật, bỡnh tĩnh, cú kĩ năng thành thạo khi làm thớ nghiệm sẽ an toàn. Cú ý thức trỏch nhiệm và luụn cẩn thận là những điều kiện chủ yếu để đảm bảo an toàn cho cỏc thớ nghiệm hoỏ học. Tuy nhiờn khụng quỏ cường điệu những nguy hiểm của thớ nghiệm hoỏ học và tớnh độc của hoỏ chất làm cho học sinh sợ hói và cũng khụng nờn vỡ để an toàn cho học sinh và giỏo viờn mà hạn chế việc sử dụng rộng rói cỏc thớ nghiệm hoỏ học trong giảng dạy.
Tuyệt đối trỏnh thớ nghiệm khụng cú kết quả. Nếu như vậy thỡ uy tớn giỏo viờn sẽ bị giảm sỳt, học sinh sẽ khụng tin vào giỏo viờn và khụng tin vào khoa học, muốn đảm bảo kết quả tốt thỡ khi làm thớ nghiệm giỏo viờn phải nắm vững kĩ thuật thớ nghiệm, phải tuõn theo đầy đủ và chớnh xỏc cỏc chỉ dẫn về kỉ thuật thớ nghiệm, phải tuõn theo cỏc chỉ dẫn về kĩ thuật khi lắp đặt dụng cụ và tiến hành thớ nghiệm hoỏ học. Muốn vậy người giỏo viờn phải chỳ ý rốn luyện kĩ năng, tớch luỹ và biết sỏng tạo trong quỏ trỡnh chuẩn bị. GV phải chuẩn bị chu đỏo, thử nhiều lần trước khi lờn lớp phải chọn quy trỡnh tiến hành tốt nhất và cỏch giải thớch rừ ràng nhất. Khi lắp dụng cụ nờn chuẩn bị sẵn những bộ phận dự trữ để thay thế khi gặp những bộ phận đú hư hỏng trờn lớp.
Nếu thớ nghiệm bị thất bại, giỏo viờn cần bỡnh tĩnh suy nghĩ, tỡm ra nguyờn nhõn và giải quyết. Uy tớn của giỏo viờn sẽ đựợc tăng lờn, nếu giỏo viờn đú tỡm ra nguyờn nhõn làm cho thớ nghiệm khụng thành cụng và bổ khuyết làm cho làm cho thớ nghiệm lại được tiến hành tốt. Nhưng ngược lại nếu giỏo viờn lừa dối hoặc ộp học sinh phải cụng nhận trong khi làm thớ nghiệm khụng thành cụng thỡ uy tớn giỏo viờn sẽ bị giảm sỳt.
1.4.2.3. Thớ nghiệm phải rừ ràng, học sinh phải được quan sỏt đầy đủ.
Muốn vậy thỡ giỏo viờn cần chỳ ý đứng khụng che lấp thớ nghiệm, kớch thước dụng cụ hoỏ chất phải đủ lớn đảm bảo cho học sinh ngồi xa cũng cú thể quan sỏt rừ, bàn thớ nghiệm phải cao vừa phải và cần dựng thiết bị đặc biệt để làm nổi bật kết quả thớ nghiệm.
1.4.2.4. Cỏc thớ nghiệm phải đơn giản, vừa sức học sinh
Cỏc thớ nghiệm phải đơn giản, vừa sức học sinh dụng cụ thớ nghiệm phải gọn gàng, bảo đảm thẩm mỹ, đồng thời phải bảo đảm tớnh khoa học. Những thớ nghiệm phức tạp hoặc đũi hỏi nhiều thời gian thỡ giỏo viờn phải biểu diễn vào một giờ thớ nghiệm thực hành hoặc làm trong giờ ngoại khoỏ.
1.4.2.5. Số lượng thớ nghiệm trong một bài giảng phải vừa phải
Số lượng thớ nghiệm trong một bài giảng phải vừa phải, cần tớnh toỏn số lượng thớ nghiệm cần biểu diễn trong một bài lờn lớp và khoảng thời gian
dành cho mỗi thớ nghiệm, trỏnh tham lam và kộo dài thời gian thớ nghiệm trong một bài học, chỉ nờn chọn thớ nghiệm trọng tõm của bài học.
1.4.2. 6. Phải kết hợp chặt chẽ thớ nghiệm biễu diễn với nội dung bài giảng
Để giỳp học sinh nắm rừ bản chất của vấn đề chủ đạo và tạo thành một hệ thống nhất với nội dung bài học phải kết hợp chặt chẽ thớ nghiệm với dung bài giảng. Trước khi biểu diễn thớ nghiệm, giỏo viờn phải đặt vấn đề rừ ràng, giải thớch mục đớch thớ nghiệm và tỏc dụng của từng dụng cụ. Cần tập luyện cho học sinh quan sỏt hiện tượng xảy ra trong thớ nghiệm và giải thớch hiện tượng, rỳt ra những lập luận khoa học, hướng vào những điểm cơ bản nhất của bài.
Trờn đõy là những yờu cầu về mặt sư phạm của giỏo viờn khi biểu diễn thớ nghiệm. Khi giảng dạy bài truyền thụ kiến thức mới sẽ làm tăng rừ rệt và làm tăng niềm tin của học sinh vào khoa học.
1.4.3. Cỏc hỡnh thức phối hợp lời giảng của giỏo viờn với việc biểu diễn thớ nghiệm thớ nghiệm
Trong cỏc trường phổ thụng thường sử dụng cỏc hỡnh thức thớ nghiệm sau:
- Thớ nghiệm biểu diễn của giỏo viờn (thớ nghiệm do giỏo viờn tự tay biểu diễn)
- Thớ nghiệm của học sinh (thớ nghiệm do học sinh tự làm). Nú được chia làm hai loại:
+ Thớ nghiệm của học sinh trong khi làm bài mới, ở trờn lớp để nghiờn cứu sõu hơn nội dung bài học mới.
+ Thớ nghiệm thực hành ở lớp cũng do học sinh tự làm nhưng để ụn tập củng cố kiến thức đó học và rốn luyện kĩ năng kĩ xảo làm thớ nghiệm. Một dạng đặc biệt của loại thớ nghiệm này là bài tập thực nghiệm.
Trong cỏc hỡnh thức đó nờu ra ở trờn, thớ nghiệm biểu diễn của giỏo viờn là quan trọng nhất. Việc biểu diễn cỏc phương tiện trực quan đều phải kốm theo hoặc phối hợp với lời giảng của giỏo viờn theo nhiều cỏch khỏc nhau. Từ việc
nghiờn cứu lớ luận dạy học người ta phõn ra bốn hỡnh thức phối hợp lời giảng của giỏo viờn với việc biểu diễn cỏc phương tiện trực quan:
a. Hỡnh thức 1: Quan sỏt trực tiếp.
+ Nội dung:
Hỡnh thức này được đặc trưng ở những nột sau đõy: giỏo viờn dựng lời núi, hướng dẫn học sinh quan sỏt rỳt ra được kiến thức về những tớnh chất cú thể tri giỏc trực tiếp của đối tượng quan sỏt.
Vớ dụ: Trong giờ hoỏ học lớp 11 về phần “Tớnh chất oxihúa của HNO3” học sinh cần phải biết những điều sau đõy:
- Axit HNO3 là một chất oxihúa mạnh.
Cú thể tiến hành sự nghiờn cứu tớnh chất oxihúa như sau:
Giỏo viờn: Mục đớch giờ học của chỳng ta là nghiờn cứu tớnh chất của axit Nitơric
Em nào cú thể cho biết nú cú những tớnh chất hoỏ học gỡ? (Đa số học sinh chỉ nhắc được tớnh axit của nú mà khụng biết tớnh oxihúa).
Sau đú giỏo viờn nờu: để nghiờn cứu đầy đủ tớnh chất hoỏ học của axit nitơric cỏc em theo dừi thớ nghiệm Cụ biểu diễn sau: Giỏo viờn làm trờn giỏ đồng thời 3 thớ nghiệm (Cu với HNO3đ, Cu với HCl, Cu với HNO3 loóng). Yờu cầu học sinh quan sỏt, nờu hiện tượng và rỳt ra nhận xột, trờn cơ sở đú giỏo viờn giải thớch tớnh oxihúa của axit này.
Nhận xột: Hỡnh thức 1 thuộc phương phỏp nghiờn cứu, kiến thức cú thể chuyển thụ trực tiếp thường được dựng để nghiờn cứu tớnh chất của cỏc chất.
b. Hỡnh thức 2- Quy nạp
Giỏo viờn dựng lời núi để hướng dẫn học sinh quan sỏt cỏc quỏ trỡnh, hiện tượng, sự vật và trờn cơ sở những kiến thức sẵn cú của học sinh, giỏo viờn hướng dẫn cho học sinh làm sỏng tỏ và trỡnh bày được những mối liờn hệ giữa cỏc hiện tượng mà học sinh cú thể nhỡn thấy được trong quỏ trỡnh tri giỏc trực tiếp. Trong trường hợp này lời núi của giỏo viờn cú 3 chức năng:
- Hướng dẫn học sinh quan sỏt trực tiếp để nắm vững những dấu hiệu chớnh, những giai đoạn của quỏ trỡnh.
- Gợi ý cho học sinh tỏi hiện kiến thức và những mối liờn tưởng.
- Trờn cơ sở đú hướng dẫn học sinh giải thớch cơ chế của hiện tượng và đi đến kết luận.
. Nhận xột: Dễ dàng nhận thấy sự phối hợp biểu diễn thớ nghiệm theo hỡnh thức 2 khỏc với hỡnh thức 1. Ở đõy nếu chỉ hướng dẫn là khụng đủ, cũn cần thiết lập những mối liờn hệ với những kiến thức mà học sinh thu được trước đú và cần bảo đảm mối liờn hệ logic của cỏc kết quả thớ nghiệm. Vỡ thế khi ứng dụng hỡnh thức 2 này cần phải phõn tớch cẩn thận những kiến thức học sinh đó cú và những kiến thức mà cỏc em thu được từ sự quan sỏt cỏc phương tiện trực quan {21}. Như vậy, hỡnh thức này được sử dụng khi gặp tớnh chất và hiện tượng thớ nghiệm phức tạp hơn, đũi hỏi phải tỏi hiện kiến thức cũ và biện luận suy lớ mới giải thớch được, đú chớnh là quy nạp. So sỏnh với hỡnh thức 1 thỡ nú giống ở chỗ là học sinh tự mỡnh giải thớch hiện tượng rồi kết luận. Giỏo viờn đúng vai trũ hướng dẫn và giỳp đỡ, do đú cỏc hỡnh thức trờn thuộc nhúm cỏc phương phỏp nghiờn cứu.
c. Hỡnh thức 3- minh hoạ.
Là hỡnh thức trong đú học sinh tiếp thu kiến thức về cỏc hiện tượng hoặc cỏc tớnh chất của sự vật trước tiờn từ lời núi của giỏo viờn, cũn việc biểu diễn cỏc phương tiện trực quan nhằm khẳng định hoặc củ thể hoỏ bằng thụng bỏo của giỏo viờn.
d. Hỡnh thức 4- diễn dịch
Nội dung và kiến thức mà khụng cảm thụ trực tiếp được thỡ giỏo viờn cần sử dụng phương phỏp diễn dịch trong việc kết hợp lời núi với thớ nghiệm, quỏ