Luận văn Thạc sĩ Sư phạm Hóa học: Phát triển năng lực tự học hóa học cho học sinh thông qua sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm chương kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:168

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài này đã hệ thống hóa các vấn đề: tự học, năng lực tự học, thí nghiệm hóa học ở trường phổ thông, các phần mềm dạy học thí nghiệm. Phân tích vai trò của các phần mềm dạy học thí nghiệm hóa học trong việc phát triển năng lực tự học. Phân tích nội dung cấu trúc chương kim loại kiềm - kim loại kiềm thổ - nhôm, từ đó rút ra những mục tiêu kiến thức, kỹ năng, thái độ và năng lực học sinh cần đạt được khi kết thúc chương. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sư phạm Hóa học: Phát triển năng lực tự học hóa học cho học sinh thông qua sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm chương kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC BÙI MINH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THÔNG QUA SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CHƢƠNG KIM LOẠI KIỀM – KIM LOẠI KIỀM THỔ - NHÔM LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM HÓA HỌC HÀ NỘI – 2019
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC BÙI MINH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THÔNG QUA SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CHƢƠNG KIM LOẠI KIỀM – KIM LOẠI KIỀM THỔ - NHÔM LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM HÓA HỌC Chuyên ngành: lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Hóa học Mã số: 8.14.01.11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Hữu Chung HÀ NỘI – 2019
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tác giả xin cảm ơn trường Đại học giáo dục- Đại học quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường. Tiếp theo, tác giả xin cảm ơn ban chủ nhiệm khoa , các quý thầy cô đã giảng dạy lớp cao học khóa K13 chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Hóa học đã giảng dạy và chỉ bảo tận tình để tác giả có thể hoàn thành luận văn của mình. Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Hữu Chung thuộc khoa Hóa học, Trường Đại học giáo dục- Đại học quốc gia Hà Nội đã chỉ bảo, hướng dẫn rất tận tình trong qua trình tác giả nghiên cứu đề tài này. Ngoài ra, tác giả xin cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa, đã cho tác giả những ý kiến đóng góp vô cùng quý báu. Tác giả cũng xin gửi lời tri ân đến gia đình, bạn bè, người thân và đồng nghiệp và các em học sinh trung tâm GDNN- GDTX quận Tây Hồ đã luôn ủng hộ và sát cánh cùng tác giả trong quá trình học tập. Một lần nữa xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 14 tháng 12 năm 2019 Tác giả Bùi Minh Hƣớng i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ CNTT Công nghệ thông tin ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh NLTH Năng lực tự học PMDH Phần mềm dạy học PPDH Phương pháp dạy học TN Thực nghiệm THPT Trung học phổ thông SGK Sách giáo khoa ii
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Biểu hiện năng lực tự học .............................................................................. 11 Bảng 1.2. Các phương pháp sử dụng thí nghiệm hóa học ........................................... 13 Bảng 1.3. Một số hóa chất thí nghiệm minh họa .......................................................... 23 Bảng 1.4. Ý kiến GV về hiệu quả sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry trong dạy học hóa học ........................................................................................................................ 26 Bảng 1.5. Ý kiến GV về NLTH môn hóa học của HS ở trường THPT..................... 27 Bảng 2.1. Bộ công cụ đánh giá mức độ năng lực tự học của HS THPT với môn Hóa . 100 Bảng 3.1. Các lớp thức nghiệm và đối chứng ............................................................. 121 Bảng 3.2. Điểm bài kiểm tra lần 1................................................................................ 122 Bảng 3.3. Điểm bài kiểm tra lần 2................................................................................ 122 Bảng 3.4. Điểm bài kiểm tra 2 lần................................................................................ 123 Bảng 3.5. Phân phối tần suất của 2 bài kiểm tra ......................................................... 123 Bảng 3.6. Phân phối tần suất tích lũy của 2 bài kiểm tra........................................... 124 Bảng 3.7. Tổng hợp kết quả học tập của 2 bài kiểm tra ............................................ 126 Bảng 3.8. Tổng hợp các tham số đặc trưng của 2 bài kiểm tra................................. 128 Bảng 3.9. Nhận xét của GV khi có sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry ....... 130 Bảng 3.10. Ý kiến của HS khi có sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry .......... 132 iii
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 1.1. Tần suất GV sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm trong hóa học... 25 Biểu đồ 1.2. Tần suất GV sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry......................... 26 Biểu đồ 1.3. Tần suất được học tập môn Hóa học có sử dụng thí nghiệm ................ 27 Biểu đồ 1.4. Cảm nhận của HS khi được học tập có sử dụng PMDH Crocodile Chemistry........................................................................................................................... 28 Biểu đồ 3.1. Đường lũy tích của lớp TN1 và ĐC1 ..................................................... 124 Biểu đồ 3.2. Đường lũy tích của lớp TN2 và ĐC2 ..................................................... 125 Biểu đồ 3.3. Đường lũy tích của lớp TN3 và ĐC3 ..................................................... 125 Biểu đồ 3.4. Đường lũy tích của lớp TN4 và ĐC4 ..................................................... 126 Biểu đồ 3.5. Tổng hợp kết quả học tập của lớp TN1 và ĐC1 ................................... 127 Biểu đồ 3.6. Tổng hợp kết quả học tập của lớp TN2 và ĐC2 ................................... 127 Biểu đồ 3.7. Tổng hợp kết quả học tập của lớp TN3 và ĐC3 ................................... 128 Biểu đồ 3.8. Tổng hợp kết quả học tập của lớp TN4 và ĐC4 ................................... 128 v
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Giao diện phần mềm khi bắt đầu cài đặt ...................................................... 20 Hình 1.2. Giao diện phần mềm đang cài đặt ................................................................. 21 Hình 1.3. Giao diện phần mềm khi cài đặt .................................................................... 21 Hình 1.4. Giao diện phần mềm khi cài đặt xong .......................................................... 22 Hình 1.5. Giao diện chính của phần mềm ..................................................................... 22 Hình 1.6 Một số dụng cụ thí nghiệm.............................................................................. 22 Hình 2.1. Dụng cụ, hóa chất phản ứng natri tác dụng với clo .................................... 35 Hình 2.2. Hiện tượng phản ứng natri tác dụng với clo ................................................ 35 Hình 2.3. Dụng cụ, hóa chất của phản ứng kali tác dụng với iot ............................... 38 Hình 2.4. Hiện tượng phản ứng kali tác dụng với iot .................................................. 39 Hình 2.5. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm Natri tác dụng với axit axetic CH3COOH 41 Hình 2.6. Hiện tượng thí nghiệm Natri tác dụng với axit axetic CH3 COOH ........... 42 Hình 2.7. Dụng cụ, hóa chất phản ứng liti tác dụng với nước .................................... 44 Hình 2.8. Kết quả thí nghiệm liti tác dụng với nước.................................................... 45 Hình 2.9. Dụng cụ, hóa chất của phản ứng natri hidroxit tác dụng với đồng sunfat 47 Hình 2.10. Hiện tượng phản ứng natri hidroxit tác dụng với đồng sunfat ................ 49 Hình 2.11. Dụng cụ, hóa chất của thí nghiệm AgNO3 tác dụng với KI .................... 51 Hình 2.12. Hiện tượng của phản ứng AgNO3 tác dụng với KI................................... 52 Hình 2.13. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm điện phân dung dịch NaCl ....................... 54 Hình 2.14. Hiện tượng thí nghiệm điện phân dung dịch NaCl ................................... 56 Hình 2.15. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm điện phân dung dịch KI ............................ 57 Hình 2.16. Kết quả thí nghiệm điện phân dung dịch KI ............................................. 58 Hình 2.17. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm NH4Cl tác dụng với dung dịch KOH...... 61 Hình 2.18. Kết quả thí nghiệm NH4Cl tác dụng với dung dịch KOH ....................... 61 Hình 2.19. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm nhiệt phân NaHCO3 .................................. 64 Hình 2.20. Kết quả thí nghiệm nhiệt phân NaHCO3 .................................................... 65 Hình 2.21. Dụng cụ, hóa chất phản ứng nhiệt phân natri nitrat .................................. 68 Hình 2.22. Hiện tượng phản ứng nhiệt phân natri nitrat.............................................. 69 vi
Hình 2.23. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm magie tác dụng với cacbon đioxit ........... 72 Hình 2.24. Kết quả thí nghiệm magie tác dụng với cacbon đioxit ............................ 72 Hình 2.25. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm nhiệt phân CaCO3 ..................................... 76 Hình 2.26. Hiện tượng phản ứng nhiệt phân CaCO3.................................................... 76 Hình 2.27. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl ....... 79 Hình 2.28. Kết quả thí nghiệm CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl ......................... 80 Hình 2.29. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm nhôm tác dụng với oxi.............................. 82 Hình 2.30. Kết quả thí nghiệm nhôm tác dụng với oxi................................................ 83 Hình 2.31. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm Al tác dụng với Fe2O3 .............................. 85 Hình 2.32. Hiện tượng thí nghiệm Al tác dụng với Fe 2O3 .......................................... 86 Hình 2.33. Dụng cụ, hóa chất của thí nghiệm Al tác dụng với dung dịch KOH ...... 89 Hình 2.34. Hiện tượng của thí nghiệm Al tác dụng dung dịch KOH ........................ 90 vii
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN......................................................................................................................i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................... ii DANH MỤC CÁC B ẢNG ............................................................................................. iii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ.......................................................................................... v DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................... vi MỞ ĐẦU..............................................................................................................................1 1. Lí do chọn đề tài ................................................................................................................1 2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề ................................................................................................2 3. Mục đích nghiên cứu.........................................................................................................2 4. Nhiệm vụ nghiên cứu........................................................................................................2 5. Khách thể và đối tượng nghiên cứu..................................................................................3 6. Câu hỏi nghiên cứu ...........................................................................................................3 7. Giả thuyết khoa học ..........................................................................................................3 8. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................................3 9. Cấu trúc của luận văn ........................................................................................................4 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI...........................6 1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu........................................................................................6 1.2. Xu thế đổi mới và phát triển phương pháp dạy học......................................................7 1.3. Năng lực và phát triển năng lực học tập của học sinh trung học phổ thông ................9 1.3.1. Khái niệm năng lực...................................................................................................9 1.3.2. Cấu trúc năng lực ......................................................................................................9 1.3.3. Năng lực tự học trong dạy học hóa học ở trường phổ thông ............................ 11 1.3.4. Các biểu hiện năng lực tự học .............................................................................. 11 1.4. Các loại thí nghiệm hóa học ở trường phổ thông....................................................... 13 1.4.1. Khái niệm ................................................................................................................. 13 1.4.2. Phân loại thí nghiệm hóa học ở trường phổ thông ............................................ 13 1.4.3. Phương pháp dạy thí nghiệm ở trường phổ thông ............................................. 16 vii
1.4.4. Vai trò của dạy học thí nghiệm ............................................................................ 16 1.5. Phần mềm dạy học thí nghiệm ................................................................................... 17 1.5.1. Khái quát phần mềm dạy học thí nghiệm ........................................................... 17 1.5.2. Giới thiệu phần mềm Crocodile chemistry trong dạy học hóa học ở trường phổ thông ........................................................................................................................... 19 1.5.3. Quy trình sử dụng phần mềm xây dựng thí nghiệm .......................................... 20 1.6. Thực trạng xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường trung học phổ thông ............................................................................................... 24 1.6.1. Mục đích khảo sát .................................................................................................. 24 1.6.2. Phương pháp khảo sát ........................................................................................... 24 1.6.3. Đối tượng khảo sát................................................................................................. 24 1.6.4. Nội dung khảo sát .................................................................................................. 24 1.6.5. Kết quả khảo sát ..................................................................................................... 25 1.6.6. Nhận xét chung về kết quả điều tra ..................................................................... 28 Tiểu kết chƣơng 1 ........................................................................................................... 30 CHƢƠNG 2. SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CROCODILE TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG KIM LOẠI KIỀM- KIM LOẠI KIỀM THỔ- NHÔM ..................................................................................................... 31 2.1. Phân tích nội dung chương kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm hóa học 12 ... 31 2.1.1 Mục tiêu: .................................................................................................................. 31 2.1.2. Phân phối chương trình chương kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm .... 32 2.2. Thiết kế thí nghiệm hóa học sử dụng phần mềm crocodile chemistry...................... 33 2.2.1. Nguyên tắc thiết kế thí nghiệm sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry..... 33 2.2.2. Qui trình sử dụng phần mềm thiết kế thí nghiệm phát triển năng lực tự học. 33 2.3. Xây dựng thí nghiệm chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm................................. 34 2.3.1. Thí nghiệm kim loại kiềm và hợp chất của kim loại kiềm ............................... 34 2.3.2. Các thí nghiệm của kim loại kiềm thổ và hợp chất của kim loại kiềm thổ .... 71 2.3.3. Các thí nghiệm về nhôm và hợp chất của nhôm ................................................ 82 2.4. Thiết kế kế hoạch dạy học chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm theo có sử dụng phần mềm dạy học Crocodile Chemistry .......................................................................... 92 viii
2.4.1. Kim loại kiềm ....................................................................................................... 92 2.4.2. Một số hợp chất của kim loại kiềm ................................................................... 142 2.4.3. Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ ......................................... 147 2.5. Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực tự học của HS THPT với môn Hóa học. 100 Tiểu kết chƣơng 2 ......................................................................................................... 119 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM............................................................ 120 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ............................................................................... 120 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm.............................................................................................. 120 3.3. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm ............................................................................... 120 3.3.1. Chọn địa bàn và đối tượng thực nghiệm ........................................................... 120 3.3.2. Tiến hành các giờ dạy theo kế hoạch dạy học, kiểm tra đánh giá kết quả sau mỗi bài học ...................................................................................................................... 122 3.3.3. Thu thập kết quả thực nghiệm sư phạm và xử lí thông tin thu được ............. 124 3.3.4. Kết quả thống kê đường lũy tích các bài kiểm tra ........................................... 124 3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm .................................................................................. 129 3.5. Kết quả đánh giá về mặt định tính ............................................................................ 129 3.5.1. Kết quả nhận xét của giáo viên và học sinh về bài giảng có sử dụng phàn mềm Crocodile Chemistry 6.05 .................................................................................... 129 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................................ 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 139 Phụ lục ix
MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Ứng dụng công nghệ đã mở ra triển vọng đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh. Nhiều công nghệ sử dụng phần mềm trong dạy học đã gặt hái được nhiều thành công trong đổi mới phương pháp dạy học. Hiện nay, ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy, không chỉ phát triển mạnh ở các thành phố lớn, mà còn phát triển ở các tỉnh miền núi. Các trường phổ thông đều trang bị phòng máy, phòng đa năng, nối mạng internet, một số trường còn trang bị máy ghi âm, chụp hình, quay phim, máy quét hình và một số thiết bị khác, tạo cơ sở hạ tầng công nghệ cho giáo viên sử dụng vào quá trình dạy học của mình [2]. Sử dụng phần mềm trong dạy học thí nghiệm hóa học ở trường phổ thông đã và đang được một số nhà khoa học nghiên cứu. Một số nghiên cứu gần đây đã chỉ ra sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo của Crocodile Chemistry có tính kinh tế cao, đặc biệt phù với đối với dạy học ở trường phổ thông hiện nay với điều kiện trang bị cơ sở vật chất, dụng cụ thí nghiệm còn rất thiếu thốn. Giáo viên có thể biểu diễn, mô tả các thí nghiệm ảo, thực hành trên các phần mềm với các thí nghiệm độc hại, khó quan sát, dễ gây ra guy hiểm cho học sinh [6]. Một trong các ưu điểm so với các phương tiện dạy học khác, là việc sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm hóa học, còn nâng cao khả năng tự học của học sinh, học sinh có thể tự luyện tập, tự đánh giá, hoàn toàn tự làm chủ quá trình học tập của bản thân. Học sinh sẽ giảm áp lực về thời gian tiếp cận kiến thức trên lớp có thể xem lại kiến thức khi chưa hiểu từ đó điều trình cách học, phương pháp học của bản thân cho phù hợp [6]. Với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn Hóa học ở trường THPT, chúng tôi tiến hành sử dụng phần mềm crocodile chemistry thiết kế dạy học thí nghiệm chương kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm hóa học 12 nhằm mục đích phát triển năng lực tự học cho học sinh. Trong chương trình Hóa học phổ thông thì chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm lớp 12 là chương có nhiều thí nghiệm rất hay và cần thực hành. Vì những lí do trên chúng tôi chọn đề tài “Phát triển năng lực tự học hóa học cho học sinh thông 1
qua sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm chƣơng kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm” để nghiên cứu. 2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề Việc nghiên cứu dạy học sử dụng phần mềm thí nghiệm đã được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm: - Với sự hỗ trợ của google classroom”tác giả Nguyễn Đoàn Thanh Trúc, Phan Gia Anh Vũ đã vận dụng mô hình B- LEARNING vào dạy học chương “Cảm ứng điện từ” – Vật lý 11 THPT nhằm phát triển năng lực tự học của học sinh” Tạp chí khoa học giáo dục – Trường đại học sư phạm TP HCM. - Tạp chí khoa học giáo dục – Trường đại học sư phạm TP HCM, “Vận dụng mô hình B- LEARNING vào dạy học chương “Cảm ứng điện từ” – Vật lý 11 THPT với sự hỗ trợ của google classroom nhằm phát triển năng lực tự học của học sinh” Nguyễn Đoàn Thanh Trúc, Phan Gia Anh Vũ(Tháng 6/2019). - Tạp chí giáo dục số đặc biệt: “Ứng dụng phần mềm crocodile chemistry thiết kế mô hình thí nghiệm ảo trong thực hành thí nghiệm hóa học”, Nguyễn Thị Hương Dung (2015). - Luận văn thạc sỹ “ Xây dựng và sử dụng thí nghiệm ảo phần dao động cơ, vật lý 12 bằng phần mềm macro flash nhằm nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh”, của học viên Nguyễn Huy Thái, trường Đại học Giáo dục- Đại học Quốc gia Hà Nội. - Luận văn thạc sỹ” Ứng dụng công nghệ thông tin để thiết kế hệ thống BGĐT nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn hóa học lớp 10 (nâng cao), Nguyễn Thị Bích Thảo- Khoa Hóa học- Đại học Giáo Dục- Đại học Quốc Gia Hà Nội. 3. Mục đích nghiên cứu Nâng cao năng lực tự học môn hóa học thông qua sử dụng phần mềm dạy học TN chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm hóa học 12. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu 2
- Nghiên cứu cơ sở lí luận: Đổi mới phương pháp dạy và học theo định hướng phát triển năng lực cho HS THPT. - Nghiên cứu một số phần mềm mô phỏng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường phổ thông. - Nghiên cứu phần mềm crocodile chemistry 6.05. - Nghiên cứu sử dụng phần mềm trong kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS. - Thiết kế kế hoạch dạy học sử dụng phần mềm dạy học hóa học có sử dụng TN. - Thực nghiệm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của việc sử dụng phần mềm TN vào quá trình giảng dạy. 5. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu 5.1. Khách thể nghiên cứu - Quá trình sử dụng thí nghiệm dạy và học ở trường phổ thông. 5.2. Đối tượng nghiên cứu - Dạy học chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm có sử dụng PMDH thí nghiệm crocodile chemistry. 5.3. Phạm vi nghiên cứu - Nội dung nghiên cứu gồm những kiến thức liên quan tới chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm. - Thực hiện nghiên cứu tại trường Trung tâm giáo dục thường xuyên quận Tây Hồ. - Vận dụng các phương pháp dạy học tích cực để thiết kế các kế hoạch dạy học chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm có sử dụng PMDH thí nghiệm. 6. Câu hỏi nghiên cứu - Sử dụng PMDH thí nghiệm như thế nào để phát triển năng lực tự học môn hóa học cho HS? 7. Giả thuyết khoa học - Nếu sử dụng có hiệu quả PMDH thì sẽ phát triển được năng lực tự học cho HS. 8. Phƣơng pháp nghiên cứu 8.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận 3
- Nghiên cứu tổng quan và hệ thống hóa các vấn đề lí luận được trình bày trong sách, báo, các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài như: chủ đề dạy học, dạy học có sử dụng công nghệ thông tin, các kiến thức liên quan đến các chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm 8.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu lý luận về việc đổi mới các phương pháp dạy học, ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học, các năng lực cần phát triển cho HS TPHT., vai trò về TN trong dạy học hóa học THPT, lý luận về TN ảo. + Sử dụng máy tính và các phần mềm tin học, microsoft word 2010, microsoft powerpoint 2010, các phần mềm dạy học TN: chemlab, portabel crocotable chemistry… để ứng dụng trong dạy và học. - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn. - Phương pháp điều tra + Tham khảo ý kiến của các chuyên gia giáo dục, chuyên gia tin học về mô phỏng các TN ảo trong hóa học. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm tiến hành thực nghiệm sư phạm lớp sử dụng TN ảo kết hợp với TN thật. 8.3. Nhóm nghiên cứu thống kê - Phương pháp thống kê toán học: Đánh giá, phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm. 9. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục luận văn gồm 3 chương: Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài. Chương 2. Thiết kế các chủ đề và kế hoạch dạy học chương chương kim loại kiềm- kiềm thổ- nhôm theo phần mềm dạy học thí nghiệm crocodile chemistry 4
nhằm phát triển năng lực tự học cho HS. Chương 3. Thực nghiệm sư phạm. 10. Đóng góp của luận văn - Đề tài đã hệ thống hóa các vấn đề: tự học, năng lực tự học, thí nghiệm hóa học ở trường phổ thông, các phần mềm dạy học thí nghiệm. - Phân tích vai trò của các phần mềm dạy học thí nghiệm hóa học trong việc phát triển năng lực tự học. - Phân tích nội dung cấu trúc chương kim loại kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm, từ đó rút ra những mục tiêu kiến thức, kỹ năng, thái độ và năng lực học sinh cần đạt được khi kết thúc chương. - Thiết kế 3 kế hoạch dạy học các thí nghiệm ảo để phát triển năng lực tự học cho học sinh . - Thiết kế và sử dụng các tiêu chí và mức độ đánh giá để đánh giá năng lực tự học cho học sinh.- Thiết kế 17 thí nghiệm ảo thông qua việc sử dụng các phần mềm dạy học thí nghiệm hóa học cùng với hướng dẫn sử dụng các thí nghiệm ảo này để tổ chức dạy học nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh. - Đánh giá vai trò của các phần mềm dạy học thí nghiệm hóa học để phát triển năng lực tự học của học sinh THPT các trường THPT trên địa bàn Hà Nội. Qua đó cho thấy HS tiếp thu tốt hơn và phát triển được năng lực tự học của học sinh thông qua sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm Crocodile Chemistry. 5
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu Sử dụng công nghệ thông tin trong dạy học Hóa học ở bậc phổ thông ngày nay đã phát triển rộng tại hầu hết các địa phương trong cả nước. Đặc biệt sự xuất hiện và lớn mạnh không ngừng của việc dạy học có sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông những năm gần đây làm tăng hiệu quả giảng dạy. Đặc biệt Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, cần có những thí nghiệm thực tế để hiểu rõ hơn về bản chất các chất nên những phần mềm dạy học thí nghiệm đã được sử dụng để giảng dạy ngày càng rộng rãi và đem lại hiệu quả tốt hơn trong quá trình dạy và học. Sau đây là một số đề tài, luận văn thạc sỹ đã nghiên cứu về đề tài này. - Mô hình B-learning với sự hỗ trợ của google classroom đã thực sự mang lại hiệu quả tích cực cho HS. Kết quả học tập của HS được cải thiện, NLTH của HS phát triển rõ rệt theo từng bài học trong chương Cảm ứng điện từ[22]. - Xây dựng và sử dụng thí nghiệm ảo phần dao động cơ, vật lý 12 bằng phần mềm macro flash đã giúp học sinh nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh, tăng hứng thú cho học sinh hứng thú, tiếp cận với công nghệ thông tin hiện đại. Dùng phần mềm Macromedia Flash để lập trình thí nghiệm ảo dựa trên thí nghiệm thực góp phần giải quyết khó khăn và nâng cao chất lượng dạy học môn Vật Lý hiện nay[16]. - Việc ứng dụng công nghệ thông tin để thiết kế hệ thống bài giảng điện tử giúp học sinh có cái nhìn mới lạ hơn, hứng thú hơn với những bài học trong chương trình môn hóa học lớp 10( nâng cao). Làm tăng hiệu quả giảng dạy đối với giáo viên và hiệu quả học tập đối với học sinh[17]. - Sử dụng E-book kết hợp với hình thức dạy học truyền thống đã phát triển năng lực tự học, tự nghiên cứu, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học Hóa học ở các trường Cao đẳng Y tế trong giai đoạn hiện nay[14]. - Phần mềm Crocodile Chemisstry đã góp phần đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động người học cùng với việc nghiên cứu cải tiến 6
các thực hiện mô hình thí nghiệm hóa học theo hướng đơn giản hóa, dễ hiện thực, tiết kiệm hóa chất, mang tính thực tế. Bên cạnh đó , thiết kế xây dựng mô hình thí nghiệm ảo còn giúp giảm thiểu việc học chay, dạy chay bình thườngvà nâng cao khả năng tự học một cách chủ động, sáng tạo phù hợp với tinh thần người học là trung tâm của nền giáo dục hiện đại[18] Qua tìm hiểu và nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy rằng việc nghiên cứu hay xây dựng lên các mô hình phòng thí nghiệm hóa học đã và đang thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu, nhất là trong những năm gần đây. Với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn Hóa học ở trường THPT, cũng như tạo ra phương pháp học tập, tự tìm tòi của học sinh. Bên cạnh đó, đưa phần mềm Crocodile Chemistry vào dạy học để phát triển năng lực tự học cho học sinh trước đây chưa được nghiên cứu đúng mức. Nên tôi quyết định nghiên cứu theo hướng này nhằm nâng cao chất lượng dạy và học để giúp cải tiến phương pháp dạy học hóa học ở trường THPT hiện nay. 1.2. Xu thế đổi mới và phát triển phƣơng pháp dạy học Với mục tiêu đáp ứng nguồn nhân lực công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, phát triển nền kinh tế thịc trường có định hướng xã hội chủ nghĩa,hội nhập quốc tế với các nước trong khu vực và trên thế giới, đòi hỏi giáo dục nước nhà phải đào tạo nên những con người lao động có tính tích cực, sáng tạo, thích ứng với sự phát triển nhanh và đa dạng của xã hội[2],[5]. Người lao động phải nâng cao tinh thần chủ động, sáng tạo, ham học hỏi, không ngại đổi mới. Ngoài ra, phải biết phê phán, tiếp thu, biết tự khẳng định mình. Có năng lực tự học, tự tìm hiểu thực tiễn. Bên cạnh đó phải trang bị cho mình kĩ năng giao tiếp, ứng xử, tham gia các hoạt động xã hội; có khả năng hợp tác, phát triển, giúp đỡ lẫn nhau. Các phương pháp dạy học truyền thống tuy đã khẳng định được những thành công nhất dịnh, nhưng cũng vẫn còn tồn tại những mặt hạn chế. Phổ biến nhất vẫn là thuyết trình, nghiên cứu tài liệu, thiên về truyền thụ kiến thức thụ động, một chiều, không đáp ứng được các nhu cầu đã nêu ở trên. Hơn thế nữa, kiến thức cần trang bị cho học sinh tăng nhanh do thành tựu các cuộc cách mạng khoa học công 7
nghệ, trong đó thời lượng dạy học có hạn và luôn có sức ép giảm tải vì nhu cầu của cuộc sống hiện tại. Do đó chúng ta phải đổi mới phương pháp dạy học theo hướng dạy cách học, dạy phương pháp tư duy. Cụ thể là: - Phát huy tính chủ động, sáng tạo trong quá trình nhận thức, vận dụng. - Tạo điều kiện để học sinh tự phát hiện, tìm hiểu, đặt và giải quyết vấn đề. - Tạo điều kiện để học sinh tự học. - Tận dụng kiến thức lý thuyết đã học để vận dụng giải quyết các vấn đề trong thực tế. Như vậy đổi mới phương pháp dạy học nói chung và phương pháp dạy học hóa học nói riêng là một nhu cầu tất yếu của xã hội học tập vì hóa học là môn khoa học thực nghiệm, gắn liền với sự phát triển khoa học kĩ thuật, ứng dụng khoa học kĩ thuật phục vụ đời sống Trong xu thế hội nhập hiện nay cùng với yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực cho sự phát triển của đất nước, chúng ta đang tiến hành đổi mới phương pháp dạy học trong đó chú trọng đến việc phát huy tính tích tực, chủ động và tinh thần tự giác học tập của học sinh, coi học sinh là trung tâm của sự học. Nguyên tắc này đã được nghiên cứu, phát triển mạnh mẽ trên thế giới và được xác định là một trong những phương hướng cải cách giáo dục phổ thông Việt Nam. Đổi mới phương pháp dạy học được thực hiện theo các hướng sau: - Xây dựng cơ sở lý thuyết có tính phương pháp luận để tìm hiểu bản chất phương pháp dạy học và định hướng hoàn thiện phương pháp dạy học, chú ý những quan điểm phương pháp luận về phương pháp dạy học. - Khai thác những điểm mạnh, tính tích cực trọng các phương pháp dạy học hiện có, nên khi sử dụng các phương pháp dạy học hiện có ta cần chú ý: + Tăng cường năng lực vận dụng tri thức đã học vào cuộc sống, sản xuất. + Tăng cường tính tích cực, tìm tòi sáng tạo ở người học, phát hy tiềm năng trí tuệ, tính năng động và khả năng thức ứng trong giải quyết vấn đề của xã hội phát triển cho học sinh. + Chuyển dần hình thức truyền thụ kiến thức cho học sinh từ thụ động sang chủ động, học sinh làm chủ tri thức, học sinh tự học. 8
+ Liên kết nhiều phương pháp dạy học riêng lẻ thành tổ hợp phương pháp dạy học phức hợp. + Liên kết phương pháp dạy học với các kĩ thuật dạy học hiện đại (các phần mềm thí nghiệm ảo trong dạy học, máy tính, máy chiếu, sơ đồ tư duy….). Tóm lại, đổi mới phương pháp dạy học cần được nghiên cứu theo các hướng: - Sử dụng các yếu tố tích cực đã có ở các phương pháp dạy học hóa học như phương pháp thực nghiệm, nêu và giải quyết vấn đề, đàm thoại, trực quan… - Tiếp thu có chọn lọc một số quan điểm, phương pháp tích cực trong khoa học giáo dục hiện đại của một số nước phát triển như dạy học kiến tạo, hợp tác theo nhóm nhỏ, dạy học tích cực… - Lựa chọn các phương pháp dạy học tích cực của học sinh đảm bảo sự phù hợp với mục tiêu bài học, đối tượng học sinh cụ thể, điều kiện từng địa phương. 1.3. Năng lực và phát triển năng lực học tập của học sinh trung học phổ thông 1.3.1. Khái niệm năng lực Năng lực là “khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó” như năng lực tư duy, năng lực tài chính hoặc là “phẩm chất tâm sinh lý và trình độ chuyên môn tạo cho con người khả năng hoàn thành một loại hoạt động nào đó với chất lượng cao” như năng lực chuyên môn, năng lực lãnh đạo[2]. Năng lực là tổ hợp các thuộc tính độc đáo của cá nhân phù hợp với những yêu cầu của một hoạt động nhất định, đảm bảo cho hoạt động đó có kết quả tốt. Năng lực vừa là tiền đề, vừa là kết quả của hoạt động. Năng lực vừa là điều kiện cho hoạt động đạt kết quả nhưng đồng thời năng lực cũng phát triển ngay trong chính hoạt động ấy (kinh nghiệm, trải nghiệm). 1.3.2. Cấu trúc năng lực Năng lực chung là năng lực cần thiết cho nhiều ngành hoạt động khác nhau như năng lực phán xét tư duy lao động, năng lực khái quát hoá, năng lực lát tập, năng lực tưởng tượng[3]… - Năng lực chuyên môn là năng lực đặc trưng trong lĩnh vực nhất định của xã hội như năng lực tổ chức , năng lực âm nhạc, năng lực kinh doanh, hội hoạ, toán 9