CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.4. Các loại thí nghiệm hóa họ cở trường phổ thông
1.4.3. Phương pháp dạy thí nghiệ mở trường phổ thơng
Phương pháp dạy thí nghiệm ở trường phổ thơng gồm có các bước:
Bước 1: Xác định mục tiêu dạy học và nội dung thí nghiệm được sử dụng.
Dựa vào chuẩn kiến thức, kĩ năng để xác định mục tiêu dạy học. Mục tiêu dạy học phải được diễn đạt bằng các động từ hành động có thể lượng hóa, đánh giá được mức độ lĩnh hội kiến thức, kĩ năng của HS, nghĩa là cần chỉ rõ các kiến thức, kĩ năng HS cần lĩnh hội ở các mức độ biết, hiểu, vận dụng...Mục tiêu được diễn đạt càng chi tiết, cụ thể sẽ định hướng các hoạt động dạy học rõ ràng.
Bước 2: Xác định được các kiến thức, kĩ năng liên quan mà HS đã có.
GV cần xác định ở các lớp trước, các bài trước HS đã được học kiến thức cần lĩnh hội chưa (có thể đã học nhưng chỉ ở mức độ biết hoặc được giới thiệu) hay đã được học các kiến thức tương tự chưa, cách tiến hành TN có tương tự TN nào mà HS đã biết khơng, hay đã được học lí thuyết chung nào liên quan đến kiến thức cần lĩnh hội...
Bước 3: Lựa chọn phương pháp sử dụng thí nghiệm phù hợp
Trên cơ sở xác định mục tiêu, nội dụng TN và kiến thức, kĩ năng đã có của HS, so với bản chất, nét đặc trưng của mỗi phương pháp sử dụng TN ở trên mà GV có sự lựa chọn phù hợp, có thể để TN biểu diễn của GV hoặc TN học sinh tự tiến hành. Từ đó giúp HS phát triển năng lực một cách toàn diện.
1.4.4. Vai trị của dạy học thí nghiệm
Thí nghiệm hóa học giúp HS làm quen với tính chất, mối liên hệ và quan hệ
có tính quy luật giữa các đối tượng nghiên cứu làm cơ sở để nắm vững các quy luật, các khái niệm khoa học và biết khai thác chúng từ đó tích lũy tư liệu về các chất và tính chất của chúng. Giúp HS dễ hiểu bài và hiểu bài sâu sắc.
Thí nghiệm hóa học nghiên cứu giúp HS học tập kinh nghiệm, tư duy sáng tạo để tìm tịi khám phá ra các chất và những tính chất của chúng. Giúp nâng cao lịng tin của HS vào khoa học và phát triển tư duy của HS.
Thí nghiệm hóa học giúp HS sáng tỏ mối liên hệ phát sinh giữa các sự vật, giải thích được bản chất của các q trình xảy ra trong tự nhiên, trong sản xuất và đời sống.
Đối với bộ mơn hóa học, thí nghiệm giữ vai trị đặc biệt quan trọng như trong nhận thức, phát triển tư duy, giáo dục như một bộ phận không thể tách rời của quá trình dạy học. Người ta coi thí nghiệm là cơ sở của việc học hóa học và để rèn luyện kĩ năng thực hành. Thơng qua thí nghiệm hóa học, HS nắm kiến thức một cách hứng thú, vững chắc và sâu hơn.
Thí nghiệm hóa học cịn có tác dụng giáo dục thế giới quan duy vật biện chứng và củng cố niềm tin khoa học cho HS, giúp hình thành những đức tính tốt: Thận trọng, ngăn nắp, trật tự gọn gàng.... Đặc biệt với việc thay đổi nội dung chương trình sách giáo khoa và phương pháp dạy học mới theo hướng tích cực hóa hoạt động của HS như hiện nay thì thí nghiệm càng được coi trọng, nhất là thí nghiệm được tiến hành thực hiện bằng phương pháp nghiên cứu.
Thí nghiệm nghiên cứu cịn giúp tiết kiệm thời gian trên lớp mỗi tiết học, giúp GV điều khiển hoạt động nhận thức của HS, kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS thuận lợi và có hiệu suất cao hơn. Do đó chúng góp phần hợp lí hố q trình hoạt động của GV và HS nâng cao hiệu quả dạy và học của thầy và trò.
1.5. Phần mềm dạy học thí nghiệm
1.5.1. Khái quát phần mềm dạy học thí nghiệm
Phần mềm dạy học thí nghiệm ảo là một loại sản phẩm đa phương tiện, mơ phỏng thí nghiệm về hiện tượng, quá trình vật lý, hóa học, sinh học nào đó xảy ra trong tự nhiên hoặc trong phịng thí nghiệm, được tạo ra bởi sự tích hợp các dữ liệu dạng số trên máy tính, có khả năng tương tác với người dùng và có giao diện thân thiện với người dùng[6].
Để hình thành tri thức mới cho HS cần lựa chọn phần mềm dạy học là những thí nghiệm ảo và sử dụng chúng với tư cách là một phương tiện dạy học đơn chiếc. Phần mềm dạy học thí nghiệm ảo có thí nghiệm để giáo viên trình diễn, có thí nghiệm để học sinh tự làm (thoa tác trên máy tính) với tư cách là những thí nghiệm nghiên cứu.
Những phần mềm dạy học thí nghiệm ảo mang tính chất nghiên cứu được tiến hành theo quy trình nghiên cứu khoa học, bắt đầu là q trình tìm tịi, thu thập thông tin của học sinh, tiếp đến là xử lý thông tin thu thập được, từ đó đi đến kết luận, hình thành tri thức mới. Khi HS làm thí nghiệm, học sinh sẽ đóng vai trị làm nhà nghiên cứu, tích cực suy nghĩ một cách độc lập, tìm kiếm con đường, cách thức để chiếm lĩnh tri thức, khoa học mới. Chủ động tạo ra các hiện tượng, thay đổi các dữ kiện, tạo ra khả năng đi sâu vào hơn bản chất của các sự vật, hiện tượng và mối quan hệ nhân quả giữa chúng.
Dù là giáo viên trình diễn hay hướng dẫn học sinh tự làm các thí nghiệm ảo theo hướng tích cực hóa q trình nhận thức của HS thì người giáo viên phải thực hiên 3 công việc sau:
- Thứ nhất phải xác định được vị trí của thí nghiệm ảo trong quá trình dạy học, tình huống xuất hiện thí nghiệm ảo trong khn khổ phương pháp dạy học mà GV lựa chọn sử dụng.
- Thứ hai, xây dựng hệ thống câu hỏi với tư cách là những lệnh điều khiển hoạt động nhận thức của học sinh. Có 3 loại câu hỏi chính, đó là: Câu hỏi định hướng HS quan sát; câu hỏi định hướng HS tư duy, phát hiện, phán đốn qua hình thức thảo luận nhóm, câu hỏi định hướng HS xử lý thông tin, tổng kết, rút ra kết luận.
- Thứ ba, sử dụng phối hợp phần mềm dạy học với các phương tiện dạy học khác khi cần thiết.
Một tiết học thuộc loại hình thành tri thức mới, việc sử dụng PMDH thí nghiệm ảo, được thực hiện theo trình tự: Thơng báo vấn đề cần nghiên cứu cho HS, định hướng và chuẩn bị tâm thế cho HS vào quá trình nghiên cứu công việc cụ thể. Xây dựng kế hoạch nghiên cứu. Xác định các bước tiến hành thí nghiệm ảo theo kế hoạch đã xây dựng. HS đóng vai trị của nhà khoa học trực tiếp, hoặc gián tiếp thông qua giáo viên, tác động đến các đối tượng nghiên cứu, khám phá các mối quan hệ bản chất, nhân quả giữa các sự vật, hiện tượng, từ đó rút ra kết luận. Thơng báo kết quả và kết luận. Trong trường hợp GV khơng trình bày thí nghiệm ảo mà để HS tự làm thí nghiệm thì sau khi kết thúc thí nghiệm , HS thống báo kết quả thí
nghiệm , kiểm định giả thuyết đã nêu, phát biểu kết luận. GV kiểm tra, đánh giá kết quả HS đã nghiên cứu, khẳng định tính đứng đắn của kết luận.
1.5.2. Giới thiệu phần mềm Crocodile chemistry trong dạy học hóa học ở trường phổ thơng phổ thơng
Crocodile chemistry là phần mềm ứng dụng cho phép sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, thiết kế thí nghiệm ảo.
Thí nghiệm ảo hay thí nghiệm thật cũng đều là thí nghiệm trực quan, cũng 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 được sẽ rõ ràng và sâu sắc, đồng thời lớp học sôi nổi, hào hứng… Tuy nhiên mỗi cách đều có ưu, nhược điểm riêng[6]. Có thể nói, với cơng nghệ hiện đại, với sự hỗ trợ đắc lực của máy tính thì cuộc sống ảo vơ cùng phong phú, đơi khi nó cịn lấn át cuộc sống thực của chúng ta. Khơng thể nói thí nghiệm ảo hồn tồn tốt hơn thí nghiệm thật, nhưng nó lại có rất nhiều ưu điểm so với thí nghiệm thật. Có thể đưa ra một số điểm mà thí nghiệm ảo khắc phục được nhược điểm của thí nghiệm thật.
Trường hợp giáo viên thực hiện thí nghiệm thật trên lớp thực sự rất khó khăn để tất cả học sinh đều có thể quan sát rõ ràng như tiến trình cũng như hiện tượng thí nghiệm. Trong khi đó, thí nghiệm ảo được thực hiện trên một màn chiếu, tất cả học sinh trong lớp đều có thể nhìn rõ những gì thực hiện trên đó, hơn nữa giáo ciên cịn có thể chỉnh kích cỡ của dụng cụ thí nghiệm đủ lớn để tất cả học sinh trong lớp có thể quan sát được.
Vấn đề an tồn của thí nghiệm, nếu làm các hóa chất thật, đơi khi do sơ xuất để xảy ra cháy nổ không mong muốn, nhưng với thí nghiệm ảo thì hồn tồn an tồn, khơng lo cháy nổ ngồi dự định của giáo viên.
Thực tế khơng phải thí nghiệm nào thực hiện cũng thành công mĩ mãn, nhưng với thí nghiệm ảo do đã được lập trình sẵn nên có thể nói gần như tất cả các thí nghiệm đều chuẩn xác, thực hiện thí nghiệm đem lại hiệu quả như mong đợi.
Một vấn đề nữa là cơng tác chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, với một thí nghiệm đơn giản, ít dụng cụ thì giáo viên có thể dễ dàng chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, di chuyển từ lớp học này sang lớp học khác. Tuy nhiên với một thí nghiệm các dụng cụ
cồng kềnh thì đây lại khơng phải là một điều đơn giản. Cịn với thí nghiệm ảo thì giáo viên hồn tồn khơng lo lắng đến các vấn đề liên quan đến dụng cụ. Vì các dụng cụ đã có sẵn ở trong phần mềm, giáo viên chỉ cần thực hiện đúng thao tác là được.
Như vậy với sự đa dạng về dụng cụ, hóa chất, phần mềm Crocodile Chemistry đem lại cho giáo ciên nhiều thuận lợi như:
+ Giáo viên không mất nhiều thời gian để chuẩn bị dụng cụ, hóa chất để làm thử, không gây độc hại, nguy hiểm cho giáo viên và học sinh, có thể biểu diễn các thí nghiệm phức tạp.
+ Sử dụng được nhiều lần.
+ Có thể lặp lại, hoặc tạm dừng khi cần nhấn mạnh các điểm quan trọng nhắc nhở học sinh lưu ý.
+ Các thí nghiệm chậm có thể diễn ra trong thời gian ngắn. + Cụ thể hóa trực tiếp nội dung trừu tượng.
+ Hình ảnh minh họa làm rõ nội dung bài học.
+ Giúp giáo viên tiết kiệm thời gian, giải thích tường minh, dễ hiểu. + Hình ảnh phát triển hứng thú bài học, lớp học sinh động, hào hứng.
1.5.3. Quy trình sử dụng phần mềm xây dựng thí nghiệm
Download phần mềm tại địa chỉ http://www.Crocodile Chemistry - clips.com/file/CH 605.exe
Bƣớc 1:Download phần mềm về chạy tệp CH605.exe
Bƣớc 2: Chọn Next/ Đánh dấu mục I accept the tém in the license agreement/Next/Next
Hình 1.2. Giao diện phần mềm đang cài đặt
Bƣớc 3: Chọn Install
Bước 4: Chọn Finish
Hình 1.4. Giao diện phần mềm khi cài đặt xong
Hình 1.5. Giao diện chính của phần mềm
1.6. Thực trạng xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trƣờng trung học phổ thơng học ở trƣờng trung học phổ thơng
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 cơ 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