CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.6. Thực trạng xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm trong dạy học hóa họ cở
1.6.1. Mục đích khảo sát
Biết được thực trạng sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm tại các trường phổ thông khu vực thành phố Hà Nội.
1.6.2. Phương pháp khảo sát
- Gặp gỡ, trao đổi qua mail, điện thoại với các giáo viên đã sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry trong dạy học hóa học ở trường THPT.
- Gửi phiếu khảo sát
1.6.3. Đối tượng khảo sát
Chúng tôi đã tiến hành khảo sát đối với 65 thầy cô đang giảng dạy mơn hóa học THPT của các trường trên địa bàn Hà Nội.
1.6.4. Nội dung khảo sát
1.6.4.1. Phiếu khảo sát giáo viên
-Khảo sát hiệu quả sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường THPT
- Khảo sát tần suất sử dụng phần mềm thí nghiệm hóa học trong dạy học. - Khảo sát mức độ và hiệu quả sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm Crocodile Chemistry để thiết kế kế hoạch dạy học.
- Năng lực tự học hóa học của HS ở trường phổ thơng.
1.6.4.2. Phiếu khảo sát đối với học sinh
- Tần suất được học hóa học có thí nghiệm hóa học.
- Cảm nhận khi HS học tập có sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm.
1.6.5. Kết quả khảo sát
1.6.5.1. Kết quả khảo sát giáo viên
Gửi phiếu khảo sát này đến 65 thầy cô với thâm niên giảng dạy khác nhau, chúng tôi đã thống kê được thực trạng sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm Crocodile Chemistry tại các trường THPT hiện nay.
Biểu đồ 1.1. Tần suất GV sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm trong hóa học
Như vậy, khoảng 74% GV đã biết sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm, khoảng 23% GV sử dụng thường xuyên, như vậy tại các trường THPT hiện nay, các GV chưa tích cực sử dụng PMDH vào trong dạy học mơn Hóa.
3%
74% 23%
Biểu đồ 1.2. Tần suất GV sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry
Khoảng 75% GV đã biết sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry, khoảng 17% GV sử dụng thường xuyên, như vậy tại các trường THPT hiện nay, các GV chưa đưa phần mềm Crocodile Chemistry vào sử dụng nhiều.
Bảng 1.4. Ý kiến GV về hiệu quả sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry trong dạy học hóa học
Ý kiến nhận xét Số lƣợng % Ghi chú
HS hứng thú và u thích đối với mơn học. 61 93.85% HS tích cực,ham học hỏi, tự chủ động nhận
thức. 49 75.38%
Giờ học sinh động, thu hút HS. 48 73.85%
Chất lượng bài học được nâng cao. 58 89.23% Có thể tham khảo thêm kiến thức ngồi SGK. 57 87.69%
Có thể kết hợp nhiều PPDH. 62 95.38%
Kết luận: ứng dụng CNTT vào dạy học hóa học có tác dụng rất tích cực, góp phần đổi mới PPDH hóa học.
8%
75% 17%
Bảng 1.5. Ý kiến GV về NLTH mơn hóa học của HS ở trường THPT
Ý kiến nhận xét Số lƣợng % Ghi chú
Đưa ra mục tiêu cụ thể khi học tập mơn Hóa học
37 56.92%
Biết cách thu thập và chọn tài liệu.
28 43.07%
Đọc và hiểu tài liệu.
36 55.38%
Biết vận dụng kiến thức hóa học từ tài liệu
19 29.23%
Từ kết quả điều tra, chúng tôi nhận thấy năng lực tự học mơn Hóa học ở HS THPT là chưa cao. Cần có những PPDH tích cực, hiệu quả hơn trong q trình dạy học, và cần kết hợp thêm những phương tiện dạy học như PMDH Crocodile Chemistry trong tiến trình dạy học để nâng cao NLTH cho HS.
1.6.5.2. Kết quả khảo sát đối với học sinh
Biểu đồ 1.3. Tần suất được học tập mơn Hóa học có sử dụng thí nghiệm
1%
14%
62% 23%
Biểu đồ 1.4. Cảm nhận của HS khi được học tập có sử dụng PMDH Crocodile Chemistry
Kết luận: Việc học tập có sử dụng TN trong dạy học ở trường THPT còn gặp nhiều hạn chế, do chủ quan và khách quan. Vì vậy, việc sử dụng PMDH Crocodile Chemistry trong dạy học hóa học rất cần được quan tâm và phát triển hơn nữa để HS cảm thấy yêu thích và nâng cao các năng lực học tập cho HS.
1.6.6. Nhận xét chung về kết quả điều tra
Hơn 95% GV cho rằng CNTT có tác dụng to lớn trong việc đổi mới PPDH hóa học. Tuy nhiên, chỉ có 23.19% GV thường xuyên sử dụng KHDH có ứng dụng CNTT. Lí do hơn 68% GV cho rằng các trường thiếu thốn về cơ sở vật chất. Hiện nay, ở mỗi trường THPT chỉ có một hoặc hai phịng máy chiếu multimedia. Để dạy và học ở phòng máy, HS phải di chuyển rất mất thời gian, GV phải đăng kí trước. Đơi khi máy móc có sự cố hoặc cúp điện… Không những vậy, hơn 81% GV cho rằng khơng có thời gian soạn KHDH có ứng dụng CNTT. Hiện nay, nguồn tư liệu phong phú giúp GV soạn KHDH là download từ internet (hơn 81%). Mặc dù điều kiện tiếp cận với máy tính và mạng internet ngày nay đã cải thiện nhiều nhưng GV thì rất bận rộn. 1.50% 9.60% 39.98% 48.32% Khơng hứng thú Ít hứng thú Hứng thú Rấ t hứng thú
Hiện nay, chỉ có khoảng 9% GV sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry trong dạy học tương tác vì cho rằng phần mềm này khó dùng, thao tác phức tạp. Sau khi tìm hiểu thấy được những mặt tích cực của phần mềm, chúng tôi mạnh dạn chọn nghiên cứu đề tài nhằm góp một phần nhỏ bé vào cơng cuộc đổi mới PPDH hóa học ở trường THPT.
Tiểu kết chƣơng 1
Qua chương 1, chúng tôi đã nghiên cứu một số tài liệu làm cơ sở lí luận của đề tài - Nghiên cứu những đề tài, luận văn về việc sử dụng giáo án có ứng dụng CNTT
trong giảng dạy Hóa học, đã thực hiện ở các năm trước.
- Tìm hiểu các xu hướng đổi mới PPDH và sự thay đổi của PPDH trong những năm gần đây, đặc biệt quan tâm đến xu hướng dạy học có sự hỗ trợ của CNTT. - Nghiên cứu về phần mềm Chemistry Crocodile 6.05 Tìm hiểu thực trạng sử
dụng các phần mềm dạy học ở trường phổ thông.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của NLTH. - Các thành phần và biểu hiện của NLTH.
- Tìm hiểu thực trạng sử dụng PMDH thí nghiệm Crocodile Chemistry.
Qua đó nhận thấy năng lực tự học mơn Hóa học của học sinh ở trường phổ thơng chưa cao, học sinh cịn chưa hứng thú với mơn Hóa học 1 phần do ít được thực hành. Do vậy sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm sẽ có thể giúp học sinh có thể tiếp cận tốt hơn đối với bộ môn thực nghiệm này.
CHƢƠNG 2. SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THÍ NGHIỆM
CROCODILE TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG KIM LOẠI KIỀM- KIM LOẠI KIỀM THỔ- NHƠM
2.1. Phân tích nội dung chƣơng kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhơm hóa học 12
2.1.1 Mục tiêu:
2.1.1.1. Kiến thức:
- HS nêu được tính chất vật lý, ứng dụng và phương pháp điều chế kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm và một số hợp chất quan trọng của chúng.
- HS biết và vận dụng được tính chất hóa học của kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm và một số hợp chất quan trọng của chúng.
- HS tính tốn được các bài tốn liên quan.
- HS có thể vận dụng được những kiến thức đã học trong chương để giải quyết các vấn đề trong đời sống thực tiễn.
- HS giải thích được nguyên nhân gây ra tính chất vật lý, hiểu và trình bày được ứng dụng và phương pháp điều chế kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm và một số hợp chất quan trọng của chúng.
- HS biết giải thích tính chất hóa học của các kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ và nhơm là các kim loại có tính khử mạnh.
- HS viết được phương trình hóa học của kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm và một số hợp chất quan trọng của chúng.
- HS củng cố được kiến thức về chương đại cương về kim loại.
- HS làm được các bài tập từ cơ bản đến nâng cao.
- HS liên hệ những kiến thức đã học trong chương vào đời sống thực tiễn. Vai trò của kim loại trọng đời sống thực tiễn, bảo vệ và cách khia thác tài nguyên khoáng sản hợp lý.
- HS rèn luyện được kĩ năng thực hành hóa học, làm việc với các dụng cụ thí nghiệm, hóa chất và quan sát các hiện tượng trong thí nghiệm hóa học
- HS biết cách tiến hành thí nghiệm thành cơng và an tồn. HS hình thành kĩ năng quan sát, nêu hiện tượng và giải thích hiện tượng.
2.1.1.3. Thái độ:
- Thơng qua hoạt động thí nghiệm tạo hứng thú học tập đối với mơn hóa học, tăng khả năng tự học.
- u thích mơn học.
2.1.1.4. Năng lực hướng tới:
- Năng lực tự học.
- Năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học.
- Năng lực thực hành.
- Năng lực giải quyết vấn đề.
- Năng lực tính toán.
- Năng lực tư duy.
- Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn.
2.1.2. Phân phối chương trình chương kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm
Trong chương trình Trung học phổ thơng hiện hành, chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm được phân phối gồm 07 tiết lí thuyết, 02 tiết luyện tập và 1 tiết thực hành. HS được nghiên cứu các kiến thức về kim loại kiềm , kiềm thổ, nhôm và hợp chất của chúng trong các bài học riêng biệt. Trong chương này, các kim loại kiềm, kiềm thổ, nhơm có rất nhiều tính chất hóa học, và bài tập của chúng rất đa dạng, chắn chắn sẽ xuất hiện một số bài tập trong đề thi trung học phổ thông quốc gia.
Việc phân phối 1 tiết thực hành thí nghiệm sau khi đã học hết tất cả kiến thức lý thuyết chỉ mang tính chất kiểm chứng lại kiến thức lý thuyết, học sinh mang tâm thế học thụ động. Thiết nghĩ, việc thực hiện thí nghiệm nên được diễn ra trong q trình dạy và học các bài riêng lẻ từ đơn chất kim loại kiềm, kim loại kiểm thổ và nhôm cho đến hợp chất của chúng. Việc làm thí nghiệm song song khi dạy lý thuyết sẽ đem lại hiệu quả cao trong quá trình học tập. Vì vậy, phần mềm dạy học thí
nghiệm crocodile chemistry sẽ là một trong những phương tiện tối ưu giúp các thầy cô khi dạy bài học mới.
2.2. Thiết kế thí nghiệm hóa học sử dụng phần mềm crocodile chemistry
2.2.1. Nguyên tắc thiết kế thí nghiệm sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry
Phần mềm thí nghiệm phải phù hợp với nội dung phạm vi chương trình hóa học THPT nói chung và chương kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm hóa học 12 nhằm mục đích phát triển năng lực tự học cho học sinh.
Nội dung các thí nghiệm phải đảm bảo tính khoa học, chính xác, vừa sức đối với học sinh THPT. Các kỹ năng thực hành thí nghiệm, có tính thẩm mĩ trong mỗi thí nghiệm, các bước tiến hành thí nghiệm hợp lí, thí nghiệm hấp dẫn, sinh động với các hiện tượng rõ ràng, nhanh chóng, chính xác.
Phần mềm thí nghiệm phải phù hợp với chức năng dạy học hóa học ở trường phổ thơng. Phù hợp với trình độ và năng lực đối với giáo viên và học sinh ở trường phổ thông.
Có khă năng nâng cao năng lực tự học của học sinh, phần mềm đóng vay trị như là giáo viên hướng dẫn học sinh học tập. Có khả năng khơng những tự học trên lớp và cịn có khả năng tự học ở nhà tăng hứng thú học tập, nâng cao kết quả học tập.
2.2.2. Qui trình sử dụng phần mềm thiết kế thí nghiệm phát triển năng lực tự học
Bƣớc 1: Xây dựng khung thí nghiệm, phân tích các cơng cụ sử dụng trong thí nghiệm, xây dựng mơ hình phân tích các hiện tượng thí nghiệm. Xác định thí nghiệm cần thiết kế đã có sẵn trong kho dữ liệu (contents) hay thiết kế mới (New model).
Bƣớc 2: Xây được khung thí nghiệm, lựa chọn dụng cụ và hóa chất phù hợp
các dự kiến kịch bản sư phạm lắp ghép các dụng cụ lại thành một thí nghiệm hồn chỉnh.
Bƣớc 3: Điều chỉnh, kiểm tra xem xét lại tồn bộ thí nghiệm xem đã thể hiện đúng bản chất của thí nghiệm ứng với mục tiêu dạy học đề ra chưa?. Cần kiểm tra cẩn thẩn, chỉnh sửa phát hiện những vấn đề cịn thiếu sót, gây nguy hiểm khi làm thí nghiệm. Sắp xếp và lắp đặt các dụng cụ sao cho HS dễ quan sát được hiện tượng phản ứng.
Bƣớc 4: Mô phỏng hiện tượng thí nghiệm xảy ra, chọn các chức năng xem chi tiết thí nghiệm ở dạng kí hiệu, mơ hình ngun tử cũng ở dạng kí hiệu để HS dễ quan sát khi phản ứng xảy ra.
Bƣớc 5: Phân tích tương tác thí nghiệm với học sinh, nhìn cận cảnh hay nhìn tổng thể thí nghiệm, tương tác thí nghiệm như tăng nhiệt độ, tạo tương tác mạnh các phần tử va chạm với nhau. Cho hóa chất vào dụng cụ thí nghiệm sau đó thực hiện thí ngiệm để quan sát chính xác hơn về hiện tượng xảy ra. Muốn thay đổi tốc độ phản ứng xảy ra, chọn tốc độ mơ hình xảy ra (nhấn nút simulation speed).
2.3. Xây dựng và sử dụng thí nghiệm chƣơng kim loại kiềm- kiềm thổ- nhơm
2.3.1. Thí nghiệm kim loại kiềm và hợp chất của kim loại kiềm
2.3.1.1. Phản ứng natri tác dụng với khí clo
* Mục đích thí nghiệm
Phản ứng của natri với clo là phản ứng oxi hóa- khử vì có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố trước và sau phản ứng.
* Dụng cụ, hóa chất:
Dụng cụ và hóa chất trong mơ hình thí nghiệm được thực hiện như sau: Vào parts library sau đó chọn các dụng cụ và hóa chất được để trong các kho chứa.
Glassware → Standard → Erlenmeyer Flask
Equitment → Apparatus → Electric heater Equitment → Stoppers → Large → One tube
Chemicals → Metals → Lumps → Sodium Chemicals → Gases → Chlorine
Hình 2.1. Dụng cụ, hóa chất phản ứng natri tác dụng với clo
* Tiến hành thí nghiệm
Nối ống dẫn khí vào bình đựng khí clo, cho mẩu natri vào bình, ở 250 C. Quan sát và giải thích hiện tượng.
* Câu hỏi định hướng:
- Quan sát phản ứng diễn ra, các em thấy trạng thái của natri thay đổi như thế nào?
- Dự đoán sự thay đổi số oxi hóa các chất trước và sau phản ứng, xác định chất khử và chất oxi hóa.
- Natri đã phản ứng với clo, vậy hợp chất của natri và clo có cơng thức là gì? Từ đó viết phương trình hóa học.
* Biểu hiện của năng lực tự học của học sinh thơng qua DH thí nghiệm:
- Theo tiêu chí đọc và hiểu tài liệu hóa học của năng lực tự học có thể dễ dàng nhận thấy những biểu hiện của năng lực tự học như: tóm tắt được cách tiến hành thí nghiệm hóa học; quan sát hiện tượng và mô tả hiện tượng hóa học, giải thích các hiện tượng thí nghiệm xảy ra.
Mức độ 1:
+ HS khi quan sát hiện tượng phản ứng xảy ra khi natri cháy trong clo mới nhận biết được phản ứng đã xảy ra, nhưng không hiểu được tại sao lại dùng bình thủy tinh để đựng natri khi tiến hành thí nghiệm mà khơng dùng dụng cụ khác. Khơng giải thích được tại sao chỉ được lấy một mẩu natri bằng hạt đỗ để làm thí nghiệm. tác dụng cụ thể của các dụng cụ trong mơ hình.
+ Chưa mơ tả lại được các bước tiến hành thí nghiệm sau khi đã xem mơ hình mơ tả thí nghiệm xảy ra giữa natri và clo.
Mức độ 2:
+ HS hiểu được tác dụng của từng dụng cụ, hóa chất. Như tiến hành phản ứng đựng natri trong bình thủy tinh, chứ khơng chứa trong các dụng cụ khác bằng sắt.
+ HS đã mô tả được các bước tiến hành thí nghiệm nhưng chưa đầy đủ, cịn thiếu sót, chưa đầy đủ.
Mức độ 3:
+ HS đã mơ tả được q trình thực hiện thí nghiệm thơng qua hiện tượng quan