Hình 2.14 Slide tiến trình đo biến thiên enthalpy bằng thực nghiệm
10. Cấu trúc luận văn
2.1. Mối liên hệ giữa chương trình trung học phổ thông chuẩn Quốc
và các chủ đề SAT II Chemistry
2.1.1. Sự giao thoa giữa chương trình trung học phổ thơng chuẩn Quốc Gia và các chủ đề SAT II Chemistry
Bảng 2.1 sau đây sẽ liệt kê các chương trong chương trình Hóa học THPT QG có liên quan đến SAT II Chemistry. Từ đó cho thấy sự tương đồng lớn giữa các chương trình Hóa học THPT tại Hoa Kỳ và tại Việt Nam.
Bảng 2.1. Bảng đối chiếu các chủ đề trong SAT II Chemistry và chương trình Hóa học THPT QG
SAT II Chemistry Chương trình THPT QG Chủ đề 1: Cấu trúc của vật
chất
Lớp 10 – Chương 1: Nguyên tử
Lớp 10 – Chương 2: bảng tuần hoàn và định luật tuần hoàn các nguyên tố Hóa học
Lớp 10 – Chương 3: Liên kết Hóa học Chủ đề 2: Trạng thái của vật
chất
Các cơng thức Hóa học: mol – thể tích, nồng độ phần trăm, nồng độ mol, độ tan nằm trong chương trình Hóa học THCS và đi xuyên suốt chương trình THPT
Chủ đề 3: Các dạng phản ứng
Lớp 10 – Chương 4: Phản ứng hóa học Lớp 11 – Chương 1: Sự điện li
Chủ đề 4: Tỉ lượng hóa học Các khái niệm về công thức phân tử, công thức đơn giản nhất, phương trình hóa học và mối liên hệ giữa các chất trong phương trình hóa học
nằm trong chương trình Hóa học THCS và đi xuyên suốt chương trình THPT
Chủ đề 5: Cân bằng và tốc độ phản ứng
Lớp 10 – Chương 7: Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học
Chủ đề 6: Nhiệt hóa học Lớp 10 – Chương 4: Phản ứng hóa học
Chủ đề 7: Hóa học mơ tả Danh pháp, tính chất vật lý, tính chất hóa học của các ngun tố, hợp chất, ion thường gặp, một số vấn đề Hóa học liên quan đến môi trường và sức khỏe được lồng ghép trong tất cả các bài trong chương trình THPT QG
Chủ đề 8: Phịng thí nghiệm Các thiết bị trong PTN, các thao tác thí nghiệm được lồng ghép trong các bài thực hành của chương trình THPT QG
2.1.2. Những kiến thức cần bổ sung cho học sinh Trung học phổ thông để tiếp cận SAT II Chemistry tiếp cận SAT II Chemistry
Các phép toán trong SAT II Chemistry rất đơn giản, vì vậy HS thậm chí cịn khơng được sử dụng máy tính cá nhân trong thời gian làm bài. Tuy nhiên, SAT II Chemistry lại đòi hỏi HS hiểu sâu hơn về bản chất Hóa học của các chất và các quá trình phản ứng. Những kiến thức này khơng có trong chương trình THPT chuẩn QG, nhưng có trong chương trình THPT dành cho HS chun Hóa học. Trừ chủ đề 4 và chủ đề 7 trong SAT II Chemistry hồn tồn tương đồng với chương trình THPT QG, HS các trường THPT tại Việt Nam cần trang bị thêm một số kiến thức, cụ thể như sau:
- Chủ đề 1: Cấu trúc của vật chất: Các số lượng tử, sự hấp thụ và giải phóng năng lượng của các electron khi chuyển mức năng lượng, lực tương tác lưỡng cực, lực khuếch tán London.
- Chủ đề 2: Trạng thái của vật chất: Thuyết động học phân tử, các định luật chất khí, mật độ chất khí, lực liên kết liên phân tử của chất lỏng và chất rắn, các loại chất rắn, sự chuyển pha và giản đồ pha, các tính chất vật lý phụ thuộc số lượng hạt chất tan trong dung dịch, các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan của các chất. - Chủ đề 3: Các dạng phản ứng: Chuẩn độ dung dịch, dung dịch đệm.
- Chủ đề 5: Cân bằng và tốc độ phản ứng: Hệ số cân bằng, các biểu thức cân bằng, giản đồ năng lượng của phản ứng, năng lượng hoạt hóa.
- Chủ đề 6: Nhiệt hóa học: Định luật bảo tồn năng lượng, phép đo nhiệt lượng và nhiệt dung riêng, enthalpy của sự chuyển pha và phản ứng hóa học, các đường cong chuyển pha, entropy.
- Chủ đề 8: Phịng thí nghiệm: Dựng đồ thị biểu diễn số liệu và rút ra nhận xét từ đồ thị.
2.2. Nguyên tắc và quy trình xây dựng các chủ đề dạy học tiếp cận SAT II Chemistry
2.2.1. Nguyên tắc
- Mục đích của các chủ đề dạy học Hóa học bằng tiếng Anh là tiếp cận SAT II Chemistry: Các chủ đề dạy học Hóa học bằng tiếng Anh tập trung vào lý thuyết Hóa học, mở rộng và đào sâu theo các nội dung trong SAT II Chemistry. Hệ thống bài tập cũng được biên soạn theo các dạng câu hỏi trong SAT II Chemistry, tránh các dạng bài tập địi hỏi nhiều bước tính tốn phức tạp như trong đề thi THPT QG mơn Hóa học.
Đối với những phần kiến thức giao thoa giữa chương trình Hóa học THPT và các chủ đề SAT II Chemistry, các chủ đề liên quan không dạy lặp lại gây nhàm chán cho HS mà thay vào đó sẽ tập trung rèn luyện kỹ năng sử dụng từ vựng, mẫu câu học thuật cho HS. Trong buổi học các chủ đề này, phần Ngôn ngữ chiếm ưu thế.
Đối với những phần kiến thức khơng có trong chương trình THPT QG nhưng có trong các chủ đề SAT II Chemistry, HS được yêu cầu nghiên cứu tài liệu chứa các từ vựng học thuật trước ở nhà, những vấn đề liên quan đến kiến thức Hóa học được thảo luận và giải đáp trên lớp. Trong buổi học các chủ đề này, phần Nội dung chiếm ưu thế.
Đối với cùng một vấn đề, GV cần nhấn mạnh sự giống và khác nhau trong cách trình bày mà HS Việt Nam và Hoa Kỳ được hướng dẫn. Ví dụ, HS Việt Nam chỉ tiến hành phép tính với các con số, HS Hoa Kỳ phải trình bày cả đơn vị của các đại lượng trong phép tính.
- Thứ tự các chủ đề bám sát chương trình Hóa học THPT QG: Những nội dung cụ thể trong từng chủ đề SAT II Chemistry được phân tích và sắp xếp lại thành các chủ đề nhỏ hơn và tương ứng với các chương có liên quan trong chương trình THPT QG.
2.2.2. Quy trình
Bước 1: Phân tích, so sánh các nội dung kiến thức và kĩ năng mà SAT II Chemistry yêu cầu với chương trình Hóa học THPT QG để loại bỏ những học phần trùng lặp và xác định những học phần cần bổ sung.
Bước 2: Sắp xếp các nội dung kiến thức và kĩ năng cần bổ sung cho HS THPT để tiếp cận SAT II Chemistry theo thứ tự của các học phần có liên quan theo trong chương trình Hóa học THPT.
Ví dụ: Các kiến thức về vật chất, tính chất vật lý, tính chất hóa học … HS đã được làm quen trong chương trình THCS, do đó sẽ được gộp thành chủ đề mở đầu cho các tiết học Hóa học bằng tiếng Anh nhằm củng cố kiến thức cũ cho HS, cung cấp từ vựng tiếng Anh chuyên ngành. Các kiến thức về dạng hình học phân tử sẽ tiếp nối ngay sau bài Liên kết hóa học trong chương trình THPT chuẩn QG.
Bước 3: Sắp xếp các học phần cần bổ sung có liên quan đến nhau thành một chủ đề, đặt tên chủ đề và xác định thời lượng của các chủ đề dạy học theo tham khảo từ giáo trình của nước ngồi.
Ví dụ: Momen lưỡng cực, lực tương tác lưỡng cực, liên kết hidro được xếp thành một chủ đề là Các lực liên phân tử (Intermolecular forces). Tham khảo từ sách luyện thi SAT II Chemistry của Karl, O’Malley, ETS … và giáo trình A/AS Level (Lawrie Ryan và Roger Norris – Đại học Cambridge), nội dung này cần học trong 2 tiết và luyện tập dạng câu hỏi SAT II Chemistry trong 1 tiết. Vậy tổng thời lượng cần cho chủ đề này là 3 tiết.
Bước 4: Tiến hành dạy thực nghiệm để đánh giá hiệu quả dạy học Hóa học bằng tiếng Anh tiếp cận SAT theo các chủ đề đã được xây dựng.
2.3. Các chủ đề dạy học Hóa học bằng tiếng Anh tiếp cận SAT II Chemistry
Từ những phân tích về mối liên hệ giữa chương trình Hóa học THPT QG và các chủ đề của SAT II Chemistry, chúng tơi đề xuất các chủ đề dạy học Hóa học bằng tiếng Anh cho HS THPT như liệt kê trong bảng 2.2. HS lớp 10 học các chủ đề từ 1 đến 10 với tổng cộng 31 tiết. Các chủ đề từ 11 đến 17 với tổng cộng 29 tiết dành cho HS lớp 11. Như vậy, nhà trường có thể tổ chức dạy học các chủ đề này với mật độ 1 tiết/tuần trong suốt 2 năm học. HS lớp 12 chỉ cần dành thời gian ôn tập tổng hợp.
Bảng 2.2. Các chủ đề dạy học Hóa học bằng tiếng Anh cho HS THPT
Unit Content
Topic 1: The basics of chemistry
#1: Matter Definition of matter
Classification of substances and mixtures #2: Physical and chemical
properties
Physical and chemical properties Physical and chemical changes
#3: Stoichiometry Chemical equation
Types of chemical reaction Stoichiometry
#4: Practice
Topic 2: Atom
#1: Atomic structure Discoveries of atomic structure
#2: Electron shell The principal quantum number (n) and energy levels
The orbital angular momentum quantum number (l)
The magnetic quantum number (ml) The atomic orbitals
The electron spin quantum number (ms) #3: Practice
Topic 3: The periodic table
#1: The periodic trends The periodic trends
Patterns in ionization energies in the periodic table
#2: Practice
Topic 4: Molecular shapes
#1: Chemical bonding Types of chemical bonding Characteristics of bonds Lewis structures
#2: Molecular geometry VSEPR theory
Resonance structures #3: Practice
#1: Dipole moment and dipole- dipole forces
Dipole moment Dipole – dipole force
Induced dipole – dipole force #2: Hydrogen bonding Hydrogen bonding
Effects of intermolecular forces on physical properties
#3: Practice
Topic 6: States of matter
#1: The kinetic-molecular theory of gases
Definition of ideal gas
The kinetic-molecular theory
Deviations of real gases from ideal behavior #2: The gas laws Ideal gas law
Dalton’s law of partial pressures Graham’s Law of Effusion #3: Liquids Properties of liquids
Evaporation and boiling #4: Solids Properties of solids
Classification of solids #5: Practice
Topic 7: Phase changes
#1: Changes of state Vaporization and condensation Molar heat of vaporization Freezing and melting points Molar heat of fusion
Sublimation Deposition #2: Phase changes Phase changes
Heating curve of phase changes Phase diagram
#3: Practice
Topic 8: Solution
#1: Solutions Definition of solution Types of solutions
Suspensions and colloids Concentration of solutions
#2: Solvation Factors affecting the rate of dissolution
The solubility and the “like dissolves like” rule Solubility rules in water
Effects of pressure and temperature on solubility
Levels of saturation #3: Colligative properties Vapor pressure lowering
Lowering the freezing point Raising the boiling point #4: Practice
Topic 9: Equilibrium
#1: Equilibrium expression and equilibrium constant
Equilibrium expressions and the equilibrium constant Kc
Equilibria in gas reactions and the equilibrium constant Kp
Vapour pressure and factors affecting vapour pressure
#2: Problems related to equilibrium expression
#3: Practice
Topic 10: Rate of reaction
#1: Collision theory Collision theory
Potential energy diagram Activated energy
Factors affecting rate of reaction #2: Reaction mechanism Rate equations
Order of reaction
Deducing order of reaction from raw data Reaction mechanism
Catalysis #3: Practice
Topic 11: Enthalpy changes
#1: Introduction to enthalpy changes
Energy: definition, types and sources Exothermic and endothermic reactions Definition of enthalpy changes
Enthalpy changes profile diagram Calorimetry technique
#2: Enthalpy changes of reactions
Enthalpy changes of different types of reactions
Hess’s law
Calculation of enthalpy changes using Hess’s law
Calculation of enthalpy changes using bond energies
#4: Practice
Topic 12: Entropy and free Gibbs energy
#1: Entropy Chance and spontaneous change Introduction to entropy
Factors affecting the increase of entropy Entropy changes of reaction and surroundings #2: Free Gibbs energy Introduction to free Gibbs energy
Calculation of free Gibbs energy
Relationship of enthalpy, entropy and free Gibbs energy
#3: Practice
Topic 13: Dissociation
#1: pH and the dissociation constant
Dissociation constants weak acid and weak base
Calculation of pH and dissociation constants #2: Buffer solutions Buffer solutions
Calculation of pH of buffer solution #3: Indicators and acid – base
titrations
Indicators
Acid – base titrations #4: Further aspects of equilibria Equilibrium and solubility
Equilibrium and partition coefficients #5: Practice
Topic 14: Practical skills
Presentation of data and observations Analysis, conclusions and evaluation #2: Laboratory Instruments
Safety in laboratory #3: Practice
#4: Practice #5: Practice
Topic 15: Introduction to organic chemistry
#1: Bonding in organic chemistry
σ bonding and π bonding
Single bonding and multiple bonding Hybridation: sp3, sp2, sp
#2: Structural isomerism Definition of structural isomers
Types of structural isomers: Chain, position, functional
#3: Geometric isomerism Definition of geometric isomerism Types of geometric isomerism #4: Practice
Topic 16: Types of Organic reactions
#1: Common organic chemical reactions Substitution reaction Addition reaction Elimination reaction Condensation reaction #2: Oxidation reactions in organic chemistry
Balancing oxidation reactions in organic chemistry
Some types of oxidation reactions in organic chemistry
#3: Interactions between molecular components
Π conjugation
The acidity of phenol
The acidity of carboxylic acids and their derivatives
Properties of acyl hallides The basicity of amines #4: Practice
Topic 17: Electrochemistry
#1: Electrolysis Redox reactions revisited Electrolysis
Quantitative electrolysis #2: Electrode potentials Electrode potentials
Measuring standard electrode potentials The Nernst equation
#3: Cells and batteries The variety of cells Rechargeable cells Solid state cells
Hydrogen – oxygen fuel cells #4: Practice
2.4. Quy trình thiết kế kế hoạch dạy học theo định hướng tích hợp nội dung và ngơn ngữ và ngôn ngữ
Từ những đặc trưng của định hướng giáo dục CLIL, nhóm tác giả đề xuất quy trình thiết kế bài giảng định hướng CLIL gồm 7 bước: Phân tích đối tượng HS Nghiên cứu bài học Xác định mục tiêu học tập Lựa chọn phương pháp, phương tiện và hình thức tổ chức lớp học Thiết kế các hoạt động dạy
học phù hợp Đánh giá kết quả học tập của HS Đánh giá và rút kinh nghiệm.
2.4.1. Phân tích đối tượng học sinh
Phân tích đối tượng HS là tìm hiểu các đặc trưng của HS bao gồm kiến thức và kĩ năng Hóa học, trình độ ngoại ngữ, thái độ đối với mơn học, từ đó lựa chọn được mục tiêu và phương pháp dạy học phù hợp. Tiết học định hướngCLIL đặt HS làm trung tâm, vì vậy bước phân tích đối tượng HS phải được thực hiện đầu tiên. Để việc chọn lọc thông tin HS hiệu quả, GV dạy tiết học CLIL cần xác định một bộ câu hỏi và kết hợp hài hòa các đánh giá của GV Hóa học với GV tiếng Anh. Ví dụ cho bộ câu hỏi tìm hiểu đối tượng HS: Về mặt nội dung, HS đã có kiến thức và kĩ năng Hóa học gì liên quan đến bài học? Về mặt ngơn ngữ, HS đang ở trình độ tiếng Anh nào? Đang theo chương trình ngoại ngữ nào? Về mặt tâm lý, mục đích học tập của HS là gì? Thái độ của HS đối với mơn Hóa học và mơn tiếng Anh như thế nào? Làm thế nào để tạo động lực học tập và gây hứng thú cho HS?
2.4.2. Nghiên cứu bài học
Nghiên cứu bài học là q trình phân tích và tổng hợp các thơng tin về bài học, từ đó lựa chọn được những nội dung dạy học phù hợp với một đối tượng HS nhất định. Ngoài những nội dung nghiên cứu đối với một tiết học thông thường bao gồm kiến thức trọng tâm của bài học, kiến thức có liên quan để hỗ trợ tổ chức HS lĩnh hội kiến thức trọng tâm và kiến thức liên hệ thực tiễn, GV dạy tiết học định hướng CLIL còn phải xác định được 3 nội dung sau: 1) Các kiến thức cho thấy sự khác biệt giữa chương trình hiện tại của HS và chương trình quốc tế cũng như sự khác biệt về văn hóa hai nước. 2) Các từ vựng chuyên ngành mà HS cần biết, cách giải thích các từ vựng đó bằng hình ảnh hoặc kiến thức sẵn có. 3) Các cấu trúc tiếng Anh học thuật được sử dụng
trong quá trình học bài học và các lỗi sai thường gặp khi sử dụng các cấu trúc đó.
2.4.3. Xác định mục tiêu học tập
Mục tiêu bài học là kết quả phải đạt được của HS sau khi học xong bài học. Dựa trên những phân tích về đối tượng HS và bài học để xác định được mục tiêu dạy học. Những mục tiêu này nên tuân thủ theo công thức SMART, cụ thể là mục tiêu phải tường minh, rõ ràng (Specific), phải lượng hóa được (Measurement), trong tầm HS đạt được (Applicable), thực tế (Realistic), phù hợp với thời gian thực hiện (Timely). Đặc biệt, khi viết mục tiêu dạy học, cần phân tách rõ mục tiêu kiến thức Hóa học và mục tiêu ngoại ngữ, đồng thời bám sát 4 thành phần cơ bản của định hướng giáo dục CLIL.
2.4.4. Lựa chọn phương pháp, phương tiện và hình thức tổ chức lớp học
Về mặt nội dung, HS không chỉ phải hiểu được nghĩa, cách sử dụng của