Biểu hiện Đồng ý
Số lƣợng Phần trăm
Rất hứng thú, phải tìm hiểu bằng đƣợc 24 12,3%
Ngạc nhiên nhƣng khơng tìm hiểu, nhờ giải đáp 66 33,8%
Khơng quan tâm 29 14,9%
Câu 9. Bản thân em thấy có cần thiết hình thành và phát triển năng lực GQVĐ trong cuộc sống không?
Lựa chọn
Mức độ
Rất cần thiết Cần thiết Bình thƣờng Khơng cần thiết
14 HS - 7,2% 88 HS - 45,1% 80 HS - 41% 13 HS - 6,7%
Câu 10. Em có vận dụng kiến thức hóa học để giải quyết một số vấn đề nảy sinh trong cuộc sống không?
Lựa chọn
Mức độ
Thƣờng xuyên Thỉnh thoảng Rất ít khi Khơng bao giờ
25 HS - 12,8% 98 HS - 50,3% 48 HS - 24,6% 24 HS - 12,3%
Qua bảng số liệu có thể thấy, hầu hết HS cho rằng hóa học là mơn học khó (88,2%) và chƣa có hứng thú với mơn học. Trong các giờ học có sử dụng thí nghiệm, HS khá là hứng thú (86,7%). Việc học hóa học trên lớp chủ yếu là ghi chép (82,1%) và làm việc cá nhân (96,4%). Nếu có sử dụng thí nghiệm thì đa số GV lựa chọn hình vẽ SGK để dạy, ít khi GV sử dụng thí nghiệm một cách thƣờng xuyên, và chỉ ở mức độ thỉnh thoảng hoặc hiếm khi sử dụng thí nghiệm biểu diễn trực tiếp hoặc chiếu cho HS xem video thí nghiệm, mặc dù đại đa số HS cho rằng thí nghiệm có vai trị quan trọng trong việc hình thành và nắm rõ các kiến thức hóa học (>80%). - 62,6% HS cho rằng hóa học cần thiết với cuộc sống; 32,3 % HS cho rằng điều đó là bình thƣờng và 5,1% cho rằng là khơng cần thiết. Mặt khác, HS chƣa có hứng thú, động cơ để tìm hiểu và GQVĐ đặt ra trong cuộc sống. Ngoài ra, nhiều HS thụ động hiếm khi liên hệ kiến thức đã học với thực tiễn cuộc sống (24,6%), và 12,3% HS khơng bao giờ vận dụng kiến thức hóa học GQVĐ trong cuộc sống.
Nhƣ vậy, bản thân HS hứng thú và thích học các tiết dạy có sử dụng thí nghiệm; bản thân đã có nhu cầu GQVĐ gặp phải trong q trình học tập, tuy nhiên các GV chƣa khai thác tối đa các lợi ích của thí nghiệm trong dạy học dẫn đến HS chƣa có phƣơng pháp học tập hiệu quả nên năng lực GQVĐ còn hạn chế.
Tiểu kết chƣơng 1
Trong chƣơng 1, trên cơ sở nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng phần mềm mơ phỏng trong dạy học thí nghiệm và thơng qua khảo sát thực trạng của việc xây dựng và sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học ở trƣờng phổ thông, nghiên cứu đã tổng hợp tóm tắt một số vấn đề:
- Bƣớc đầu hệ thống hóa cơ sở lí luận về xu hƣớng đổi mới PPDH, việc ứng dụng CNTT hỗ trợ quá trình dạy học phổ thơng.
- Tìm hiểu về năng lực và phát triển năng lực cho HS THPT, trong đó chú trọng đến năng lực giải quyết vấn đề, biểu hiện của năng lực GQVĐ.
- Phân tích khái niệm và đƣa ra các phƣơng pháp sử dụng phần mềm trong dạy học, vai trị, ý nghĩa của sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học hóa học ở trƣờng phổ thơng.
- Giới thiệu một số phần mềm phục vụ cho việc dạy học phần thí nghiệm hóa học: Crocodile Chemistry 605, Ispring Suite.
- Việc khảo sát đối với HS, GV các trƣờng phổ thông về vấn đề sử dụng phần mềm trong dạy học là cơ sở thực tiễn của đề tài.
Qua đó tơi nhận thấy, việc sử dụng phần mềm trong dạy học nhằm phát triển năng lực cho HS chƣa thực sự đƣợc chú trọng và tổ chức một cách có hiệu quả. Mặt khác, ngày nay, CNTT phát triển mạnh tạo điều kiện GV thiết kế các bài dạy với sự hỗ trợ của máy tính, các công cụ, phần mềm,…. Thông qua việc sử dụng các phần mềm để xây dựng thí nghiệm, GV có thể kích thích hứng thú học tập của HS. Các thí nghiệm xây dựng này có thể ứng dụng trong các tình huống dạy học khác nhau của quá trình dạy học. Trƣớc thực trạng trên, việc nghiên cứu, xây dựng các thí nghiệm thơng qua các phần mềm dạy học để phát triển năng lực cho HS là cần thiết, từ đó chúng tơi tiếp tục triển khai nghiên cứu nội dung chính của đề tài ở chƣơng 2.
CHƢƠNG 2
SỬ DỤNG PHẦN MỀM MƠ PHỎNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG OXI - LƢU HUỲNH
2.1. Phân tích nội dung chƣơng trình chƣơng oxi - lƣu huỳnh, hóa học lớp 10
2.1.1. Mục tiêu dạy học chương oxi - lưu huỳnh
* Kiến thức
- Học sinh nêu đƣợc tính chất vật lí, tính chất hóa học cơ bản của đơn chất oxi, ozon, lƣu huỳnh và hợp chất quan trọng của lƣu huỳnh.
- Trình bày đƣợc ứng dụng, phƣơng pháp điều chế oxi, lƣu huỳnh và các hợp chất của lƣu huỳnh.
- Giải thích đƣợc tính chất hóa học của đơn chất oxi, lƣu huỳnh và các hợp chất của oxi, lƣu huỳnh trên cơ sở cấu tạo nguyên tử, độ âm điện, và số oxi hóa.
- HS vận dụng đƣợc các kiến thức đã học để làm một số bài tập và giải thích các hiện tƣợng thực tế liên quan.
* Kĩ năng
- Dự đốn, kiểm tra, nhận xét tính chất hóa học của oxi, lƣu huỳnh và hợp chất. - Quan sát, giải thích hiện tƣợng thí nghiệm hóa học về oxi, lƣu huỳnh và các hợp chất của lƣu huỳnh.
- Viết PTHH, xác định chất khử, chất oxi hóa, cân bằng đƣợc PTHH. - Giải các bài tập liên quan kiến thức của chƣơng.
* Thái độ
- Chủ động, tích cực, sáng tạo, có tinh thần hợp tác trong học tập.
- Biết cách chăm sóc và bảo vệ sức khỏe, yêu thiên nhiên, yêu con ngƣời. - Có ý thức bảo vệ mơi trƣờng: chống gây ơ nhiễm khơng khí và nguồn nƣớc, bảo vệ tầng ozon.
* Định hƣớng các năng lực hình thành và phát triển
- Năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học. - Năng lực tự học, năng lực hợp tác. - Năng lực thực hành, năng lực tính tốn.
- Năng lực giải quyết vấn đề thơng qua mơn hóa học.
- Năng lực vận dụng kiến thức mơn hóa học vào cuộc sống, thực tiễn.
2.1.2. Phân tích cấu trúc nội dung chương oxi - lưu huỳnh
a. Vị trí
Chƣơng oxi - lƣu huỳnh chƣơng trình cơ bản nằm ở gần cuối học kì 2 lớp 10, sau khi HS đã đƣợc học các lí thuyết đại cƣơng chủ đạo: nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và định luật tuần hồn, liên kết hóa học, phản ứng oxi hóa khử. Trƣớc đó trong chƣơng trình hóa học THCS, HS cũng đã đƣợc học sơ lƣợc về các nguyên tố phi kim nói chung và nguyên tố oxi, lƣu huỳnh nói riêng. Nhƣng do trình độ nhận thức của các em còn thấp nên các bài dạy mang tính chất giới thiệu mà khơng đi sâu vào giải thích bản chất vấn đề.
Trong chƣơng trình hóa lớp 11, sau chƣơng điện li, HS tiếp tục nghiên cứu các phi kim điển hình: nito, photpho, cacbon, silic. Tiếp đó là nghiên cứu về hóa hữu cơ - các hợp chất của cacbon, đồng thời cũng liên quan đến nguyên tố oxi, lƣu huỳnh.
Nhƣ vậy, với vị trí của chƣơng oxi - lƣu huỳnh cho phép HS nghiên cứu một cách đầy đủ, thuận lợi trên cơ sở lí thuyết chủ đạo của chƣơng trình. Đồng thời là tiền đề để HS hoàn thiện kiến thức về phi kim ở lớp 11, và học tốt phần hóa hữu cơ.
b. Phân phối chương trình dạy học chương oxi - lưu huỳnh
Chƣơng oxi - lƣu huỳnh hóa học lớp 10 THPT gồm 7 bài với nội dung nhƣ sau:
Bảng 2.1. Phân phối nội dung chương oxi – lưu huỳnh hóa học lớp 10
Bài Tên bài
Bài 29 Oxi - ozon Bài 30 Lƣu huỳnh
Bài 31 Bài thực hành số 4. Tính chất của oxi, lƣu huỳnh. Bài 32 Hidro sunfua - lƣu huỳnh dioxit - lƣu huỳnh trioxit Bài 33 Axit sunfuric - Muối sunfat
Bài 34 Luyện tập: oxi và lƣu huỳnh
2.2. Thiết kế hệ thống thí nghiệm chƣơng oxi - lƣu huỳnh sử dụng phần mềm thí nghiệm nghiệm
2.2.1. Nguyên tắc thi t k thí nghi m sử dụng phần mềm
Đảm bảo mục tiêu dạy học
Khi thiết kế thí nghiệm, GV tiến hành phân tích nội dung bài học, căn cứ đối tƣợng cụ thể để xác định mục tiêu HS đạt đƣợc sau khi học xong. Thí nghiệm phải thể hiện đầy đủ những kiến thức và kĩ năng cần thiết đƣợc quy định trong chƣơng trình.
GV có thể hệ thống hóa các mục tiêu bằng các câu hỏi, các phiếu học tập để mơ phỏng các thí nghiệm, định hƣớng các hoạt động, tự giải quyết các câu hỏi, các vấn đề thực tiễn của HS.
Phù hợp với nội dung dạy học
GV lựa chọn và thiết kế các thí nghiệm dựa trên nội dung kiến thức muốn truyền tải. Thí nghiệm phải thể hiện rõ ràng, phù hợp với nội dung kiến thức bài dạy, phù hợp với trình độ của HS. Các thí nghiệm có thể đƣợc lồng ghép phụ đề hoặc thuyết minh để HS có thể hình dung đƣợc nội dung thí nghiệm. Thơng qua thí nghiệm, HS có thể rút ra kiến thức mới và có thể vận dụng vào giải quyết tình huống thực tế.
Đảm bảo tính sư phạm
Thơng qua thí nghiệm, GV tổ chức cho HS khai thác, phát hiện kiến thức, và tăng cƣờng sự thích thú với bộ mơn. Bố cục phải hợp lí, các bƣớc tiến hành khơng q dài dịng, phù hợp với trình độ nhận thức của HS. Thí nghiệm hấp dẫn, sinh động với các hiện tƣợng rõ ràng. Đồng thời đảm bảo đúng đƣợc thời gian trong tiết dạy ở trƣờng, tránh làm xao nhãng, phân tâm nội dung chính của bài dạy đối với HS.
Có tính trực quan và hiệu quả
Thí nghiệm có vai trị quan trọng trong dạy học hóa học, khi thiết kế thí nghiệm phải đảm bảo tính trực quan tức là thơng qua các thí nghiệm, kiến thức đƣợc cung cấp cho HS một cách tối đa nhất. Thí nghiệm cũng là phƣơng tiện để GV tiến hành các hoạt động học tập, rèn luyện các thao tác tƣ duy, nhanh nhẹn, các năng lực học tập cho HS nhằm tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc, đầy đủ và chính xác. Đồng thời việc thiết kế các thí nghiệm phải đảm bảo đem lại hiệu quả cao trong dạy học.
2.2.2. Quy trình thi t k thí nghi m sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry
a. Cơ sở của việc thiết kế thí nghiệm sử dụng phần mềm
Trong quá trình dạy học ở trƣờng phổ thông, với các trƣờng phổ thông mà điều kiện cơ sở vật chất không đầy đủ, phịng thí nghiệm hóa học phục vụ cho giảng dạy mơn hóa khơng đảm bảo thì việc tự thiết kế các thí nghiệm bằng phần mềm phục vụ cho quá trình giảng dạy là cần thiết. Tuy nhiên, GV gặp trở ngại về ngoại ngữ do phần mềm thiết kế bằng tiếng anh, hoặc GV gặp khó khăn về các kĩ thuật tin học nên khó chỉnh sửa phù hợp với mục đích dạy học của bản thân. Chính vì vậy, việc xây dựng theo một trình tự logic kèm các hƣớng dẫn thiết kế sẽ hỗ trợ cho GV và HS rất nhiều trong quá trình tự tạo ra các thí nghiệm trực quan phục vụ cho quá trình dạy - học ở trƣờng phổ thơng.
b. Quy trình thiết kế thí nghiệm mơ phỏng
Sơ đồ 2.1. Quy trình thiết kế thí nghiệm mơ phỏng Bước 1: Xác định mục tiêu bài học Bước 1: Xác định mục tiêu bài học
Dựa vào chƣơng trình để xác định các mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, thái độ, năng lực ngƣời học. Qua đó GV có thể xác định phƣơng hƣớng, cách thức để quyết định nội dung, phƣơng tiện, PPDH, đƣa ra đƣợc ý tƣởng về nội dung cần kiểm tra, đánh giá sau giờ học. Từ đó tránh trƣờng hợp sử dụng các thí nghiệm khơng phù hợp mục tiêu bài học. Thông qua các hoạt động học tập (dự đoán, quan sát, phân tích, tổng hợp, rút ra nhận xét,…) diễn ra khi làm thí nghiệm, dƣới sự hỗ trợ của
Sử dụng phần mềm thiết kế thí nghiệm liên quan đến nội dung bài học. Xây dựng danh mục thí nghiệm liên quan đến nội dung bài học
Phân tích nội dung dạy học. Xác định mục tiêu bài học.
GV, HS lần lƣợt chiếm lĩnh tri thức và dần đạt mục tiêu đề ra. Việc thiết kế và sử dụng thí nghiệm phải bám sát mục tiêu dạy học, nghĩa là thí nghiệm đó tạo ra sự định hƣớng tìm tịi, suy nghĩ của HS để giải thích một hiện tƣợng, hay phát hiện ra một tri thức mới trong bài học. Qua đó rèn luyện kĩ năng hành động, tƣ duy và phát triển nhân cách cho HS.
Bước 2: Phân tích nội dung bài học
Phân tích cấu trúc nội dung, phân nội dung thành các đơn vị kiến thức cơ bản, từ đó lựa chọn nội dung kiến thức có thể sử dụng thí nghiệm để tiến hành thiết kế. Trong nội dung bài lên lớp, có những đơn vị kiến thức liên kết với nhau, có các đơn vị kiến thức độc lập cho nên việc xác định các kiến thức để xây dựng thí nghiệm phải đảm bảo tính khoa học, chính xác.
Bước 3: Xây dựng danh mục thí nghiệm liên quan đến nội dung bài học.
- Từ việc phân tích nội dung bài học, kết hợp với tình hình thực tế về trang thiết bị ở trƣờng phổ thông để xác định phƣơng án thiết kế thí nghiệm (trực tiếp hoặc dùng phần mềm). Với nhiều trƣờng cơ sở vật chất khơng đảm bảo, GV có thể tự thiết kế các thí nghiệm phục vụ bài dạy. GV cần nghiên cứu kĩ nội dung kiến thức liên quan đến bài học, phân tích các hiện tƣợng. Qua đó lập danh sách các thí nghiệm cần dùng trong bài ứng với mỗi đơn vị kiến thức.
+ GV tiến hành phân tích hệ thống thí nghiệm đã đƣợc ẩn vào hình trong SGK và tiến hành thiết kế bằng phần mềm. Các thí nghiệm SGK đƣợc chọn lọc, sắp xếp hợp lí vào từng bài, đảm bảo tính trực quan, thẩm m và tính thực tiễn. Một số hình là nguồn cung cấp thêm thơng tin đã đƣợc trình bày ở phần chữ và một số hình giúp HS tìm tịi phát hiện kiến thức. Các thí nghiệm đƣa vào đều có ý đồ sƣ phạm của ngƣời viết và đều thực hiện chức năng chủ yếu là nguồn cung cấp tri thức.
+ Ngoài ra, GV cần khai thác thêm các thí nghiệm từ các nguồn khác ngoài SGK: sách báo, tạp chí, internet,…rồi tiến hành thiết kế bằng phần mềm nhằm đạt hiệu quả dạy học cao nhất.
Bước 4: Sử dụng phần mềm thiết kế thí nghiệm liên quan nội dung bài học
Có nhiều phần mềm hỗ trợ việc thiết kế thí nghiệm trong giảng dạy bộ mơn hóa học nhƣ phần mềm ChemLab, ChemWindow, Powerpoint,... Sau đây đề tài nghiên cứu và sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry 605 để thiết kế các thí nghiệm ảo.
c. Các bước thiết kế thí nghiệm bằng phần mềm Crocodile Chemistry
Bước 1: Chạy và mở phần mềm
Bước 2: Xem xét các thí nghiệm phân tích trong kho thƣ mục contents hay cần
thiết kế mới.
Bước 3: Tiến hành lựa chọn dụng cụ, hóa chất phù hợp với thí nghiệm cần
thiết kế mới trong thƣ mục Parts Library. Muốn lấy dụng cụ hóa chất nào, ta trực tiếp kích chuột vào dụng cụ, hóa chất đó và kéo thả vào vùng thí nghiệm.
Chú ý: + Sắp xếp và lắp đặt các dụng cụ sao cho HS dễ quan sát hiện tƣợng xảy ra.
+ Chọn các chức năng để lần lƣợt xem chi tiết phản ứng; xem mơ hình chuyển động các nguyên tử, phân tử, ion ở dạng kí hiệu; làm sạch dụng cụ; có thể điền chữ ghi chú để HS dễ quan sát.
Bước 4: Nhấn nút Pause trên thanh cơng cụ, sau đó cho hóa chất vào dụng cụ thí nghiệm bằng cách kéo rê chuột từ hóa chất sang dụng cụ. Tạo phản ứng giữa