Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thiết kế và sử dụng thí nghiệm nêu vấn đề trong dạy học chủ đề Sự ăn mòn kim loại – hoá học 12 nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh THPT

Chia sẻ: Cỏ Xanh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:54

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của sáng kiến là nghiên cứu những vấn đề cơ bản về năng lực tư duy sáng tạo; về phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề; về vai trò của thí nghiệm hóa học trong quá trình dạy học, từ đó thiết kế và nêu ra cách thức sử dụng thí nghiệm hóa học theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh trong chương trình hóa học trung học phổ thông.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thiết kế và sử dụng thí nghiệm nêu vấn đề trong dạy học chủ đề Sự ăn mòn kim loại – hoá học 12 nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT HÀ HUY TẬP SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY VÀ SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THPT QUA VIỆC SỬ DỤNG CÁC THÍ NGHIỆM TỰ THIẾT KẾ TRONG CHỦ ĐỀ “SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI” HOÁ HỌC 12 LĨNH VỰC: HÓA HỌC Nhóm tác giả : 1. NGUYỄN THỊ HOÀI AN 2. NGUYỄN HỮU TÂN 3. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY Tổ : Khoa học tự nhiên Năm thực hiện : 20202021 Điện thoại : 0972.181.909 1
Vinh, 2021 PHẦN I: MỞ ĐẦU I. Lý do chọn đề tài Giáo dục Việt Nam đang từng bước chuyển mình trong tất cả các cấp học, bậc học từ mầm non đến đại học và sau đại học. Theo nghị quyết số 88/2014/QH13 ngày 28/11/2014 của Quốc hội và Quyết định số 404/QĐTTg ngày 27/3/2015 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Đề án đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông, ngày 5/8/2015, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã công bố dự thảo về chương trình giáo dục phổ thông tổng thể. Một trong những mục tiêu của giáo dục đào tạo hiện nay là “Lý thuyết phải gắn liền với thực tiễn Học phải đi đôi với hành”. Quá trình này thành công sẽ đạt được 3 mục tiêu dạy học: phát triển trí dục, phát triển tư duy và giáo dục cho học sinh. Để dáp ứng những yêu cầu đó của giáo dục, giáo viên cần phải đổi mới phương pháp dạy học theo hướng dạy học tích cực. Với đặc thù của các môn tự nhiên nói chung và môn hóa học nói riêng thì thí nghiệm đóng vai trò rất quan trọng. Không những thí nghiệm giúp cho học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, củng cố niềm tin khoa học mà còn thông qua đó kích thích trí thông minh, tính tò mò, gây hứng thú học tập trong quá trình lĩnh hội tri thức, giúp học sinh chuyển từ tư duy trừu tượng sang tư duy cụ thể. Thí nghiệm không chỉ là nguồn cung cấp kiến thức mà còn giúp các em ôn tập, cũng cố, hệ thống hóa kiến thức. Đồng thời thí nghiệm cũng giúp HS rèn luyện các thao tác tư duy như so sánh, tổng hợp, phân tích, qui nạp, đánh giá … Bên cạnh đó thí nghiệm còn giúp học sinh có điều kiện rèn luyện kĩ năng thực hành, làm thực nghiệm khoa học từ đó giúp HS có tinh thần làm việc của nhà khoa học như tính kiên nhẫn, cẩn thận và củng cố niềm tin vào khoa học cũng như yêu thích môn hóa học. Hiện nay giáo viên hóa học đã có nhiều nỗ lực đổi mới phương pháp và hình thức tổ chức dạy học phù hợp cho riêng mình, các thầy cô đã biết áp dụng phương pháp dạy học tích cực vào giảng dạy. Thầy cô đã biết đến phương pháp dạy học nêu vấn đề và cũng đã dùng thí nghiệm trong việc tạo tình huống khi dạy học. Đa số giáo viên cho rằng cần thiết và rất cần thiết phải sử dụng thí nghiệm tạo tình huống có vấn đề trong dạy học. Mặc dù đã nhận thấy sự cần thiết của thí nghiệm tạo tình huống nhưng việc áp dụng thường xuyên còn rất thấp. Điều này chứng tỏ các thầy cô còn gặp khó khăn trong việc hiểu rõ phương pháp, thiết kế, cách thức tổ chức và tiến hành thí nghiệm tạo tình huống ... Chủ đề “Sự ăn mòn kim loại” trong chương trình hoá học 12 là một chủ đề gắn liền với thực tiễn cuộc sống. Nội dung kiến thức của chủ đề tương đối khó và trừu tượng đối với học sinh. Vì vậy nếu thí nghiệm được sử dụng để tạo tình huống có 2
vấn đề sẽ phát huy cao độ tính tích cực tư duy, tích cực tham gia vào bài học, kích thích khả năng tự khám phá, tự phát hiện, tự lĩnh hội tri thức của học sinh, từ đó thúc đẩy tính năng động, sáng tạo, giải quyết mọi tình huống mà vấn đề đặt ra có liên quan trong học tập và trong cuộc sống. Từ thực tiễn đó chúng tôi quyết định chọn đề tài: “Thiết kế và sử dụng thí nghiệm nêu vấn đề trong dạy học chủ đề “ sự ăn mòn kim loại” – hoá học 12 nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh THPT”. II. Mục đích nghiên cứu Trong đề tài này, chúng tôi tập trung nghiên cứu những vấn đề cơ bản về năng lực tư duy sáng tạo; về phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề; về vai trò của thí nghiệm hóa học trong quá trình dạy học, từ đó thiết kế và nêu ra cách thức sử dụng thí nghiệm hóa học theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh trong chương trình hóa học trung học phổ thông. Phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề “ Sự ăn mòn Kim loại” thông qua thí nghiệm hóa học bằng phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề. III. Nhiệm vụ nghiên cứu * Nghiên cứu cơ sở lí luận về: Năng lực tư duy sáng tạo. Phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề. Vai trò và cách sử dụng thí nghiệm hóa học trong quá trình dạy học. Thiết kế các thí nghiệm hóa học trong chủ đề “ Ăn mòn Kim loại” theo phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề. * Nghiên cứu cơ sở thực tiễn: Tìm hiểu thực trạng việc sử dụng thí nghiệm hóa học trong quá trình dạy học hóa học ở các trường trung học phổ thông (THPT). Thực nghiệm sư phạm, xử lí kết quả bằng thống kê toán học, đánh giá việc thiết kế và sử dụng thí nghiệm hóa học trong chủ đề “Ăn mòn Kim loại” theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh. IV. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1. Đối tượng nghiên cứu Năng lực tư duy sáng tạo của học sinh. Thí nghiệm hóa học vô cơ trong chủ đề “Sự ăn mòn Kim loại” thuộc chương trình sách giáo khoa (SGK) hóa học trung học phổ thông. 2. Phạm vi nghiên cứu Các thí nghiệm hóa học vô cơ trong chủ đề “Sự ăn mòn Kim loại” thuộc chương trình hóa học trung học phổ thông. V. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Phương pháp điều tra thăm dò và phương pháp thực nghiệm sư phạm. 3
Để chứng minh giả thuyết trên, đề tài sử dụng phối hợp các nhóm phương pháp nghiên cứu sau đây: 1. Nhóm các phương pháp nghiên cứu lí luận Nghiên cứu, tổng quan các tài liệu về lý luận dạy học có liên quan đến đề tài. Sử dụng phối hợp các phương pháp phân tích, đánh giá, tổng hợp, hệ thống hóa, khái quát hóa… các tài liệu đã thu thập được từ các nguồn khác nhau. 2. Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn Điều tra, phỏng vấn giáo viên (GV) và HS về thực trạng việc phát triển năng lực tư duy sáng tạo (TDST) cho HS trong dạy học hóa học. Quan sát quá trình học tập của HS qua các giờ học, phỏng vấn HS. Thực nghiệm sư phạm đánh giá hiệu quả và tính khả thi của hệ thống bài tập và các biện pháp đã đề xuất để bồi dưỡng năng lực TDST. Bảng kiểm đánh giá năng lực TDST được phát hiện. 3. Phương pháp xử lí thông tin Sử dụng phương pháp thống kê toán học trong nghiên cứu khoa học giáo dục để xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm. VI. Cấu trúc của sáng kiến Sáng kiến bao gồm 3 phần: phần mở đầu, phần nội dung, phần kết luận và kiến nghị. Trong đó nội dung sáng kiến được trình bày trong 3 chương: Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài. Chương 2: Thiết kế và sử dụng thí nghiệm hóa học vô cơ chủ đề “Sự ăn mòn Kim loại” hoá học 12 THPT theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh. Chương 3: Hiệu quả của sáng kiến thông qua thực nghiệm sư phạm. 4
PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. Cơ sở lý luận Trong chương trình dạy học định hướng phát triển năng lực, khái niệm năng lực được sử dụng như sau: năng lực liên quan đến bình diện, mục tiêu của dạy học, mục tiêu dạy học được mô tả thông qua các năng lực cần hình thành và hướng tới; năng lực là sự kết nối tri thức, hiểu biết, khả năng, mong muốn… Trong luật giáo dục đã khẳng định giáo dục phổ thông là phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh phù hợp với từng lớp học, môn học tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú trong khi học tập bộ môn. Phương pháp dạy học tích cực là phương pháp giáo dục dạy học theo hướng tích cực chủ động sáng tạo của người học thông qua đồ dùng dạy học. Thí nghiệm hóa học giúp học sinh làm quen với tính chất, mối liên hệ và quan hệ có quy luật giữa các đối tượng nghiên cứu, làm cơ sở để nắm vững các quy luật, các khái niệm khoa học và biết cách khai thác chúng. Thí nghiệm còn giúp học sinh sáng tỏ mối liên hệ phát sinh giữa các sự vật, giải thích được bản chất của các quá trình xảy ra trong tự nhiên, trong sản xuất và đời sống. Thí nghiệm hóa học còn có tác dụng phát triển tư duy, giáo dục thế giới quan duy vật biện chứng và củng cố niềm tin khoa học cho học sinh, giúp hình thành những đức tính tốt: Thận trọng, ngăn nắp, trật tự, gọn gàng. Đặc biệt với việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động của học sinh như hiện nay thì thí nghiệm càng được coi trọng, nhất là các thí nghiệm được tiến hành thực hiện bằng phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề (giáo viên đặt ra cho học sinh một bài toán nhận thức, học sinh tiếp nhận mâu thuẫn nhận thức đó và biến thành mâu thuẫn nội tại của bản thân, có nhu cầu muốn giải quyết mâu thuẫn đó, tạo động cơ suy nghĩ, học tập). Vì vậy để làm được điều này, người giáo viên cần có kinh nghiệm và biết sử dụng thí nghiệm sao cho phù hợp với nội dung kiến thức và mục tiêu của bài học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh. Mỗi một thí nghiệm đều có thể thực hiện các chức năng sau: Truyền thụ tri thức Giới thiệu vào bài Thông báo hay trình bày thông tin Kiểm chứng, nghiên cứu, phát hiện và giải quyết vấn đề Tổ chức và tiến hành các hoạt động học tập Hình thành kĩ năng, phát triển năng lực Phát triển hứng thú học tập, nêu cao lòng tin vào khoa học Phát triển tư duy học sinh 5
1.2. Cơ sở thực tiễn 1.2.1. Thực trạng sử dụng thí nghiệm trong giảng dạy môn Hóa học 1.2.1.1. Về phía giáo viên Sử dụng phương tiện trực quan trong dạy học là một trong những cách tích cực hóa hoạt động dạy và học. Trong đó thí nghiệm là một trong các phương tiện trực quan quan trọng với môn hóa học (là một bộ môn khoa học thực nghiệm). Tuy nhiên, việc sử dụng thí nghiệm là tích cực hơn nếu giáo viên sử dụng chúng làm nguồn kiến thức để học sinh tìm tòi, khám phá ra kiến thức mới. Tuy vậy, trong thực tế nhiều giáo viên phổ thông cho rằng cứ sử dụng thí nghiệm theo hướng nghiên cứu là tích cực nhất và thường sử dụng thí nghiệm theo cách: giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát, nêu hiện tượng sau đó yêu cầu giải thích. Quan niệm và tiến trình dạy học như vậy chưa thực sự hiệu quả và không phù hợp với mọi thí nghiệm. Phương pháp nghiên cứu là một phương pháp tích cực nhưng chỉ nên sử dụng với các kiến thức mới, học sinh không có khả năng suy luận chắc chắn theo các lí thuyết chung đã học, những trường hợp học sinh có thể vận dụng những kiến thức đã có để dự đoán thì nên dùng thí nghiệm để kiểm chứng sẽ có tác dụng củng cố đồng thời dạy cho học sinh phương pháp suy diễn, hoặc có những thí nghiệm có hiện tượng khác so với kiến thức đã học có thể dùng để đặt vấn đề tạo hứng thú học tập cho học sinh. Sở dĩ nhiều học sinh có quan niệm sai lầm và cách sử dụng thí nghiệm chưa hợp lí đó là do chưa thực sự hiểu rõ tác dụng, tiến trình dạy học của mỗi cách sử dụng thí nghiệm cũng như chưa biết cách lựa chọn phương pháp sử dụng thí nghiệm cho phù hợp. Mặt khác, giáo viên thường áp dụng các hình thức tổ chức một giờ thực hành Hóa học theo cách: Nghiên cứu nội dung thí nghiệm trong sách giáo khoa để trả lời câu hỏi; quan sát hình ảnh, tranh vẽ, mô hình, sơ đồ...; quan sát thí nghiệm do giáo viên biểu diễn... Giờ thực hành bị xem nhẹ, kết quả thu được chỉ là một bản tường trình đơn giản. Như vậy hiệu quả của thí nghiệm chưa được phát huy tối đa trong dạy học. 1.2.1.2. Về phía học sinh ́ ̣ Môn Hoa hoc là m ột môn học rất nhiều lý thuyết về công thức, tên gọi, tính chất của các chất, phương pháp điều chế. Vì vậy nếu không sử dụng thí nghiệm trong dạy học thì học sinh sẽ khó mà nhớ hết kiến thức được. Mặt khác, nhiều học sinh còn ngại đọc sách, không nắm vững được tính chất hóa học của các chất, còn rụt rè khi tiếp xúc với dụng cụ hóa chất, không có ky năng th ̃ ực hanh. Đa s ̀ ố học sinh học môn Hóa học một cách máy móc, rập khuôn theo kiểu truyền thống. Học sinh học thuộc bài song không hiểu bản chất các kiến thức trọng tâm của bài, không nắm vững yêu cầu cơ bản của bài học (học vẹt, học để đáp ứng yêu cầu kiểm tra của giáo viên), không vận dụng được kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng hóa học trong tự nhiên và cuộc sống hàng ngày, đó là do các em ít làm bài tập trên lớp và ở nhà. Đa số các em bị mất căn bản ngay từ lớp dưới vì đây là môn học không phải là môn thi thường xuyên trong quá trình thi 6
chuyển cấp. Học sinh chưa được làm quen nhiều với thiết bị thí nghiệm, hóa chất ở các lớp dưới, chủ yếu các em chỉ được học thông qua sách vở. Sự yêu thích môn Hóa học của các em còn ít, đa số các em chỉ học theo yêu cầu của chương trình giáo dục phổ thông. Tại sao học sinh lại không yêu thích với môn Hóa học, mặc dù ngay từ khi trong bụng mẹ đến khi sinh ra và lớn lên các em đã được tiếp xúc trực tiếp với các chất hóa học? Do các lí do nêu trên hay do nội dung bài học hay vì người dạy chưa có phương pháp thích hợp, chưa sử dụng thí nghiệm một cách thường xuyên và hiệu quả? Chúng tôi đã tiến hành khảo sát tâm lí học sinh khối A, A1 và D của ba khối lớp 10,11,12 trường THPT Hà Huy Tập năm học 2020 – 2021; kết quả trắc nghiệm như sau: BẢNG KHẢO SÁT TÂM LÍ (tại các lớp 10D1, 10A1,10T1, 11D1, 11A1, 11T1, 12D1, 12A1, 12T1 năm học 2020 2021; tổng số HS 406 ) TT Nội dung Có (%) Không (%) 1 HS có quan tâm đến bộ môn Hóa học không? 54,5 45,5 2 HS có yêu thích môn Hóa học không? 58,3 41,7 HS thấy môn Hóa học có là môn học quan trọng 3 60,2 35,8 không? Theo em có cần thí nghiệm trong giờ học hoá học 4 85 15 không? HS có thích giờ học hóa có thí nghiệm trình chiếu 5 100 0 qua video, hoặc thí nghiệm thực làm? HS có thích bài học dùng thí nghiệm để nghiên cứu 6 hay kiểm chứng một định luật hay giả thuyết nào 76,3 23,7 đó không ? HS có thích một bài học mà thí nghiệm dùng để 7 98,7 1,3 phát hiện và giải quyết vấn đề không? Nguyên nhân HS thích giờ Hoá học 8 a, Vì có các thí nghiệm Đúng: 99 Sai: 1 b, Vì ứng dụng trong thực tiễn nhiều Kết quả điều tra cho thấy học sinh rất hứng thú với các giờ học có sử dụng thí nghiệm hoặc thực hành, nhiều học sinh rất say mê tìm tòi phát hiện và giải quyết vấn đề bằng thí nghiệm, hoặc kiểm chứng lí thuyết đã được học. Vì vậy sử dụng các phương pháp thí nghiệm trong giảng dạy một cách hiệu quả đã đem lại sức hấp dẫn đáng kể cho giờ học Hóa học. 1.2.2. Nguyên nhân của thực trạng sử dụng thí nghiệm trong giảng dạy môn Hóa học 7
Sở dĩ có tình trạng trên vì cách dạy học sử dụng thí nghiệm trong giảng dạy học cần rất nhiều thời gian, đòi hỏi người giáo viên phải đầu tư cả về thời gian công sức, trí tuệ, tâm huyết. Giáo viên ngại làm thí nghiệm vì phải chuẩn bị lâu, mất nhiều thời gian hoặc hoá chất không đảm bảo. Một số giáo viên chưa có kỹ năng thực hiện thí nghiệm tốt nên ngại làm. Chưa có quy định rõ ràng về việc phải sử dụng thí nghiệm như thế nào trong trong giảng dạy và chưa có chế độ đãi ngộ hợp lí đối với giáo viên. Một số thí nghiệm khó thực hiện, hiện tượng không rõ ràng, không hấp dẫn. Rất ít tài liệu hướng dẫn thí nghiệm. Ngoài ra còn có một số nguyên nhân khác như: nội dung bài học quá dài không đủ thời gian để làm thí nghiệm đặc biệt là những thí nghiệm trong hóa hữu cơ, vì có những phản ứng xảy ra rất chậm. Phòng thí nghiệm bộ môn co nh ́ ưng chưa đap ́ ưng đ ́ ược yêu câu cua ̀ ̉ ̣ ờ thực hanh, hóa ch môt gi ̀ ất và dụng cụ không đủ, không đam bao chât l ̉ ̉ ́ ượng cho cả lớp thực hiện, mặt khác hệ thống điện, nước chưa đảm bảo và đặc biệt hệ thống tủ hốt chưa có, do đó không đảm bảo an toàn cho người thực hành thí nghiệm. Giáo viên giảng dạy nhiều lớp nên sẽ bất tiện khi di chuyển dụng cụ từ lớp này qua lớp khác. Trong các kỳ thi, kiểm tra chưa chú trọng nhiều đến kiến thức, nội dung mang tính thực nghiệm. 1.3. Một số vấn đề cơ bản của tư duy 1.3.1. Khái niệm Theo từ điển tiếng Việt phổ thông: “ Tư duy là giai đoạn cao của quá trình nhận thức, đi sâu vào bản chất và phát hiện ra tính quy luật của sự vật bằng những hình thức như: biểu tượng, khái niệm, phán đoán, suy lý”. Theo từ điển triết học: “ Tư duy là sản phẩm cao nhất của các vật chất được tổ chức một cách đặc biệt là bộ não, quá trình phản ánh tích cực thế giới khách quan trong các khái niệm, phán đoán suy luận,..Tư duy xuất hiện trong quá trình hoạt động sản xuất của con người và bảo đảm phản ánh thực tại một cách gián tiếp, phát hiện những mối liên hệ hợp với quy luật của thực tại”. 1.3.2. Đặc điểm cơ bản của tư duy Tính có vấn đề: Khi gặp những tình huống mà vấn đề hiểu biết cũ, phương pháp hành động đã biết của chúng ta không đủ giải quyết, lúc đó chúng ta rơi vào “ tình huống có vấn đề” và chúng ta phải cố vượt ra khỏi phạm vi những hiểu biết cũ để đi tới cái mới hay nói cách khác chúng ta phải tư duy. Tính khái quát: Tư duy có khả năng phản ánh những thuộc tính chung, những mối quan hệ, liên hệ có tính quy luật của hàng loạt sự vật hiện tượng. Do đó tư duy mang tính khái quát. Tính độc lập tương đối của tư duy: Tư duy không chỉ gắn với bộ não của từng cá thể con người mà còn gắn với sự tiến hóa của xã hội, trở thành một sản phẩm có tính xã hội trong khi vẫn duy trì được tính cá thể của một con người nhất định. Mối quan hệ giữa tư duy và ngôn ngữ 8
Mối quan hệ giữa tư duy và nhận thức: Tư duy là kết quả của nhận thức đồng thời là sự phát triển cấp cao của nhận thức. Xuất phát điểm của nhận thức là những cảm giác, tri giác và biểu tượng,...được phản ánh từ thực tiễn khách quan với những thông tin về hình dạng, hiện tượng bên ngoài được phản ánh một cách riêng lẻ. Giai đoạn này được gọi là tư duy cụ thể. Ở giai đoạn sau, với sự hỗ trợ của ngôn ngữ, hoạt động tư duy tiến hành các thao tác so sánh, đối chiếu, phân tích, tổng hợp, khu biệt, quy nạp những thông tin đơn lẻ, gắn chúng vào một mối liên hệ phổ biến, lọc bỏ những cái ngẫu nhiên, không căn bản của sự vật, hiện tượng, quy nạp nó thành những khái niệm, phạm trù, định luật,... Giai đoạn này được gọi là giai đoạn tư duy trừu tượng. 1.3.3. Phân loại tư duy Tùy theo từng đặc trưng mà ta phân loại tư duy thành các loại sau: Tư duy cụ thể Tư duy trừu tượng Tư duy logic Tư duy biện chứng Tư duy sáng tạo Tư duy phê phán 1.3.4. Năng lực tư duy Năng lực tư duy là một khả năng, một phẩm chất tâm lý của óc người, vừa như là có tự nhiên bẩm sinh “sẵn có”, vừa như là sản phẩm của lịch sử, hơn nữa là sản phẩm của lịch sử phát triển xã hội. Năng lực tư duy là sản phẩm của quá trình phát triển ngày càng cao yếu tố tự nhiên, lịch sử con người và xã hội. Năng lực tư duy là tổng hợp những khả năng ghi nhớ, tái hiện trừu tượng hóa khái quát hóa tưởng tượng suy luận giải quyết vấn đề xử lý tình huống trong quá trình phản ánh, phát triển tri thức và vận dụng chúng vào thực tiễn. 1.3.5. Năng lực tư duy sáng tạo Trong thời đại ngày nay, khi nhận thức của con người đã đạt đến trình độ cao hơn thì năng lực tư duy không còn giữ nguyên nghĩa mà đã trở thành năng lực tư duy sáng tạo. Với học sinh THPT nói riêng, năng lực tư duy sáng tạo đã trở thành một trong những điều kiện cần thiết để đem lại cho họ một công việc hứa hẹn khi ra trường hay xa hơn nữa là một chỗ đứng vững chắc trong xã hội và trên thế giới. Do đó ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường phổ thông học sinh phải được rèn luyện và phát triển năng lực tư duy sáng tạo, coi nó như là một hành trang để bước vào đời. Năng lực tư duy trong hóa học là năng lực tư duy sáng tạo trong hoạt động nghiên cứu hóa học, là năng lực lực tư duy đối với hoạt động sáng tạo hóa học, tạo ra những kết quả tốt, mới, khách quan, cống hiến những lời giải hay, những công trình hóa học có giá trị đối với việc dạy học, giáo dục và sự phát triển của khoa học nói riêng cũng như đối với hoạt động thực tiễn của xã hội nói chung. 1.4. Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 9
1.4.1. Khái niệm Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề có sự kế thừa và hoàn thiện chất lượng của những phương pháp dạy học như: phương pháp gợi mở, so sánh, tìm tòi nghiên cứu. Cái mới của phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là chỗ nó không phải là một phương pháp dạy học cụ thể đơn nhất mà nó là một tổ hợp phương pháp dạy học phức hợp bao gồm nhiều phương pháp dạy học liên kết với nhau chặt chẽ và tương tác với nhau. 1.4.2. Bản chất của phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 1.4.2.1. Giáo viên đặt ra trước học sinh một loạt những bài toán nhận thức có chứa đựng mâu thuẫn giữa cái đã biết với cái phải tìm. 1.4.2.2. Học sinh tiếp cận mâu thuẫn của bài toán như mâu thuẫn của nội tâm mình và được đặt vào tình huống có vấn đề. 1.4.2.3. Trong quá trình giải và bằng cách giải bài toán nhận thức mà học sinh lĩnh hội tri thức một cách tự giác và tích cực. 1.4.3. Những cách thức xây dựng tình huống có vấn đề trong phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề. 1.4.3.1. Cách thứ nhất (Tình huống nghịch lý bế tắc) Tình huống có vấn đề (THCVĐ) được đặt ra khi kiến thức học sinh đã có không phù hợp với đòi hỏi của nhiệm vụ học tập hoặc với thực nghiệm. Có thể coi đây là một dạng THCVĐ với hai đặc điểm: + Tình huống nghịch lý: Giáo viên đưa ra vấn đề mà mới nhìn dường như rất vô lý, trái ngược với những nguyên lý chung đã được công nhận. + Tình huống bế tắc: Là tình huống mà khi mở ra xem xét thì có mâu thuẫn và nếu dùng lý thuyết đã biết để giải thích thì bế tắc, khi đó phải vận dụng lý thuyết hoặc quy luật khác để giải thích. 1.4.3.2. Cách thứ hai (Tình huống lựa chọn) THCVĐ được tạo ra khi học sinh phải lựa chọn giữa hai hay nhiều phương án giải quyết và chỉ lựa chọn được một phương án duy nhất để đảm bảo việc giải quyết nhiệm vụ đặt ra. 1.4.3.3. Cách thứ ba (Tình huống tại sao) THCVĐ xuất hiện khi yêu cầu học sinh phải tìm kiếm nguyên nhân của một kết quả, nguồn gốc của một hiện tượng, tìm lời giải đáp cho câu hỏi “ tại sao?”. 1.4.4. Dạy học sinh cách giải quyết vấn đề 1.4.4.1. Tầm quan trọng của giai đoạn giải quyết vấn đề Nhiệm vụ của giai đoạn này là đi tìm điều chưa biết trong THCVĐ. Đây là khâu chủ yếu, quan trọng trong dạy học nêu vấn đề. Đây là bước giúp cho học sinh hình thành và phát triển năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề trong thực tiễn và cuộc sống. 1.4.4.2. Quy trình dạy học sinh giải quyết vấn đề học tập (bài toán nhận thức) trong dạy học Hóa học. 10
Tuy hành động tìm tòi của học sinh khi giải quyết vấn đề có rất nhiều vẻ nhưng chúng ta có thể phân ra các bước sau: + Bước 1: Đặt vấn đề + Bước 2: Phát biểu vấn đề + Bước 3: Xác định hướng giải quyết, đề xuất giả thuyết + Bước 4: Lập kế hoạch theo giả thuyết + Bước 5: Thực hiện kế hoạch giải + Bước 6: Đánh giá việc thực hiện kế hoạch giải + Bước 7: Kết luận về lời giải. Giáo viên chỉnh lý, bổ sung và chỉ ra kiến thức cần lĩnh hội + Bước 8: Kiểm tra lại và ứng dụng kiến thức vừa thu được 1.5. Thí nghiệm hóa học trong dạy học ở trường THPT 1.5.1. Vai trò của thí nghiệm hóa học trong dạy học 1.5.1.1. Thí nghiệm là phương tiện trực quan Thí nghiệm là nền tảng của việc dạy học môn Hóa học. Thí nghiệm là phương tiện trực quan chính yếu, được dùng phổ biến và giữ vai trò quyết định trong quá trình dạy học Hóa học. Nó giúp học sinh chuyển từ tư duy trừu tượng sang tư duy cụ thể và ngược lại. Khi quan sát được tính chất vật lý, học sinh bắt đầu có khái niệm về chất đang học, cuối cùng thông qua các thí nghiệm trong bài học sinh sẽ khắc sâu kiến thức được tính chất hóa học của chất. Một bài học nếu không sử dụng thí nghiệm thì giáo viên sẽ phải tốn nhiều thời gian để giảng giải cho học sinh về tính chất của chất nhưng chắc chắn sẽ không rõ và hết ý vì mọi thứ đều không thể diễn đạt trọn vẹn bằng lời. Lời nói thì trừu tượng còn các thí nghiệm thì cụ thể. Do vậy chỉ cần quan sát thí nghiệm và giáo viên nhấn mạnh những điều cần rút ra trong thí nghiệm vừa thực hiện hoặc vừa xem qua video clip, thì học sinh sẽ học tập môn hóa một cách nhẹ nhàng, không bị gò bó hay áp lực nặng nề. 1.5.1.2. Thí nghiệm là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn Đối với bộ môn Hóa học, thực hành thí nghiệm sẽ giúp học sinh làm sáng tỏ những vấn đề lý thuyết đã đưa ra: “ Học đi đôi với hành” – với ý nghĩa đó thực hành thí nghiệm giúp học sinh ôn tập và kiểm tra lại các vấn đề lý thuyết đã học, trên cơ sở đó hiểu sâu sắc và nắm vững những nội dung cơ bản trong sách giáo khoa. Nhiều thí nghiệm rất gần gũi với đời sống, các quy trình công nghệ. Chính vì vậy thí nghiệm giúp học sinh vận dụng các điều đã học vào thực tế đời sống. Học là để phục vụ cuộc sống, ứng dụng kiến thức đã học vào cuộc sống, do đó quá trình dạy học phải gắn liền với thực tế đời sống. Từ đó học sinh phát huy được tính tích cực, sáng tạo và vận dụng kiến thức nhạy bén trong những trường hợp khác nhau. 1.5.1.3. Rèn luyện kĩ năng thực hành Trong tất cả các thí nghiệm khoa học, đặc biệt là thí nghiệm về hóa học, nếu không cẩn thận nắm vững qui trình và đặc tính của các chất sẽ gây ra nguy hiểm. Do vậy khi thực hành thí nghiệm học sinh phải làm đúng các thao tác cần 11
thiết, sử dụng lượng hóa chất thích hợp nên học sinh vừa tăng cường độ khéo léo và kỹ năng thao tác, vừa phát triển kĩ năng giải quyết vấn đề. 1.5.1.4. Phát triển tư duy Thí nghiệm giúp học sinh phát triển tư duy, hình thành thế giới quan duy vật biện chứng. Khi tự tay làm các thí nghiệm hoặc tận mắt nhìn thấy các hiện tượng hóa học xảy ra, học sinh sẽ tin tưởng vào kiến thức đã học và cũng thêm tin tưởng vào chính bản thân mình. Nếu như chưa quan sát được hiện tượng, các em sẽ hoài nghi về những hiện tượng tự mình nghĩ thầm trong đầu và đặt câu hỏi: “ Không biết mình nghĩ như vậy đã chính xác chưa?” Học sinh sẽ không tin tưởng vào chính mình đó là một trở ngại tâm lý lớn trong học tập và lĩnh hội tri thức mới. 1.5.1.5. Gây hứng thú cho học sinh Giáo viên sử dụng thí nghiệm trong tiết học sẽ gây hứng thú cho học sinh trong quá trình học tập. Nếu học sinh quan sát được những thí nghiệm hấp dẫn, các em sẽ muốn khám phá những thí nghiệm và tính chất hóa học của các chất. Để giải thích được các câu hỏi: Làm thế nào để tự mình thực hiện được các thí nghiệm hấp dẫn? Tại sao các chất phản ứng với nhau lại tạo ra được các hiện tượng như vậy? Mình có thể sử dụng chất khác mà vẫn tạo ra được hiện tượng như trên không? Từ đó học sinh sẽ tự mình đi tìm hiểu vấn đề chứ không phải đợi thầy cô nhắc nhở. 1.6. Sử dụng thí nghiệm hóa học trong dạy học Hóa học 1.6.1 Giải pháp cũ thường dùng Trong dạy học hóa học cần có sự liên hệ mật thiết giữa nội dung kiến thức hóa học với thế giới tự nhiên và cuộc sống đời thường của con người. Trong một giờ học hóa thông thường giáo viên thường sử dụng các phương pháp dạy học truyền thống như: Phương pháp thuyết trình (thông báo tái hiện), phương pháp đàm thoại (hỏi đáp), phương pháp nghiên cứu. Có không ít giáo viên dạy học theo lối diễn giảng đơn điệu, không đổi mới, không chú ý đến người học và đặc biệt việc sử dụng thí nghiệm trong giờ học rất hạn chế, nếu có thì cũng chỉ là thí nghiệm kiểm chứng một vài tính chất nào đó như: Dùng chỉ thị màu để phân biệt tính axit bazơ của các chất, hay kim loại tác dụng với dung dịch axit,...Trong giờ học chủ yếu học sinh chỉ ngồi nghe giảng, chấp nhận kiến thức một cách miễn cưỡng mà không được kiểm chứng thực tiễn. Tuy nhiên, trong thực tế nhiều giáo viên cho rằng cứ sử dụng thí nghiệm theo hướng nghiên cứu là tích cực nhất và thường sử dụng thí nghiệm theo cách là giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát, nêu hiện tượng sau đó yêu cầu giải thích. Quan niệm và tiến trình dạy học như vậy chưa thực sự hiệu quả và không phù hợp với mọi thí nghiệm. Phương pháp nghiên cứu là một phương pháp tích cực nhưng chỉ nên sử dụng với các kiến thức mới, khi học sinh không có khả năng suy luận chắc chắn theo các lí thuyết chung đã học; những trường hợp học sinh có thể vận dụng những kiến thức đã có để dự đoán thì nên dùng thí nghiệm để kiểm chứng sẽ có tác dụng củng cố, đồng thời dạy cho học sinh phương pháp suy diễn. Một số ví dụ điển hình như: 12
+ Khi học về tính axit – bazơ của các chất, để biết được dung dịch NH3 có tính bazo thì học sinh hoặc là được thông báo về tính chất của nó hoặc là nhìn hình vẽ trong sách giáo khoa để lý giải lại kiến thức vừa được học. Như vậy không phát huy được năng lực của học sinh và không gây hứng thú học tập. Muốn học một cách tích cực thì học sinh phải được kiểm chứng cụ thể bằng thí nghiệm và qua đó giải thích được vì sao trong phân tử không có nhóm OH nhưng nó lại là một bazo. + Chứng minh tính lưỡng tính của Al(OH)3 học sinh chấp nhận Al(OH)3 tan được trong kiềm nhưng cũng không được kiểm chứng. + Khi giảng về cách nhận biết glixerol. Giáo viên giảng khi cho Cu(OH) 2 vào dung dịch glixerol tạo thành phức có màu xanh đặc trưng (xanh thẫm) do sự tạo thành phức đồng (II) glixerat. Nhưng học sinh không hình dung được màu xanh thẫm đó là màu như thế nào? Nó có khác gì so với màu xanh của ion Cu 2+ trong dung dịch? Nếu giáo viên chỉ cần cho học sinh quan sát được thí nghiệm trên thì ngay lập tức học sinh thấy được màu xanh thẫm, học sinh sẽ ghi nhớ lại và khi gặp vấn đề tương tự học sinh sẽ nhớ ngay đến kiến thức cũ. Nếu học sinh tiếp thu kiến thức thiếu chính xác và thiếu vững chắc thì các em sẽ rất mơ hồ về các phản ứng và các hiện tượng kèm theo của mỗi phản ứng đó. Mỗi học sinh có một khả năng tưởng tượng khác nhau, do đó nếu giáo viên mô tả hiện tượng bằng lời, mỗi học sinh sẽ hình dung một cách khác nhau và có thể khác xa so với thực tế. Các em sẽ khó hiểu bài vì không có những biểu tượng rõ ràng, cụ thể về các chất, các hiện tượng hóa học. Học sinh sẽ nhanh quên khi không hiểu bài, không có ấn tượng sâu sắc bằng các hình ảnh cụ thể. Hình ảnh cụ thể thường dễ nhớ hơn so với ngôn ngữ trừu tượng, đặc biệt là đối với học sinh trung học. Mặt khác, trong các giờ thực hành giáo viên thường áp dụng các hình thức tổ chức một giờ thực hành Hóa học theo phương pháp: Nghiên cứu nội dung thí nghiệm trong sách giáo khoa để trả lời câu hỏi; quan sát hình ảnh, tranh vẽ, mô hình, sơ đồ...; quan sát thí nghiệm do giáo viên biểu diễn.... học sinh chỉ giống như “ khán giả”. Đa số các em ít khi được tự mình làm thí nghiệm, mà đặc biệt là những thí nghiệm để phát hiện ra cái mới gây hứng thú học tập, phát triển trí tò mò, phát huy năng lực nội tại của bản thân thì hầu như không có. Do điêu kiên cu thê ̀ ̣ ̣ ̉ ̉ ́ ương phô thông nên gi cua cac tr ̀ ̉ ờ thực hành chi đ ̉ ược tiên hanh môt cach hinh th ́ ̀ ̣ ́ ̀ ưć ̀ ̉ ̀ ược môt sô thi nghiêm đ va chi lam đ ̣ ́ ́ ̣ ơn gian, k ̉ ết quả thu được chỉ là một tờ giấy tường trình sơ sai. Nh ̀ ư vậy hiệu quả của thí nghiệm chưa được phát huy tối đa trong dạy học. Do đó dẫn đến việc học sinh ngại học, sợ học vì có quá nhiều kiến thức lý thuyết cần phải nhớ trong khi đó các em còn phải học rất nhiều môn học khác nữa dẫn đến việc học sinh không có hứng thú với môn học, học để đối phó trong các kì thi và kiểm tra. Nguyên nhân chủ yếu của thực trạng trên chính là phương pháp dạy học của giáo viên chưa phù hợp với đặc thù của môn học, sử dụng thí nghiệm chỉ để phụ họa cho một số tính chất của các chất mà chưa xây dựng kế hoạch, mục tiêu, định hướng cụ thể cũng chưa xác định đúng quy trình sử dụng thí nghiệm có hiệu quả. Sau đây là bảng phân tích những ưu, nhược điểm của các phương pháp dạy học theo quan niệm cũ: 13
Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm Truyền đạt được lượng Học sinh tương đối thụ động, Thuyết trình thông tin lớn. nhanh quên kiến thức đã học (thông báo Ít tốn thời gian. Khó áp dụng vì kiến thức lĩnh tái hiện) Hiệu quả kinh tế cao. hội trừu tượng. Học sinh làm việc tích cực, Tốn thời gian. Đàm thoại độc lập, tiếp thu bài tốt. Giáo viên rất dễ bị động khi (hỏi đáp) Thông tin hai chiều. học sinh hỏi lại Học sinh tự học, tích cực, Tốn thời gian. sáng tạo cao nhất. Chỉ áp dụng được với một số Nghiên cứu Học sinh tiếp thu kiến thức nội dung của bài học. sâu sắc, vững chắc Học sinh tập trung chú ý, Phụ thuộc vào điều kiện, cơ dễ tiếp thu bài, khắc sâu kiến sở vật chất, trang thiết bị thí Trực quan thức. nghiệm. (sử dụng thí Lớp học sôi nổi, tạo hứng Tốn thời gian chuẩn bị. nghiệm, các thú học tập và phát triển Một số thí nghiệm nguy hiểm, đồ dung dạy năng lực học sinh. độc hại học) Rèn được kỹ năng quan sát và thực hành thí nghiệm. Học sinh tích cực, tự lực, Ít sử dụng được khi dạy kiến Sử dụng bài sáng tạo, nhớ lâu. thức mới. tập Rèn kỹ năng vận dụng kiến Tốn thời gian. thức để giải quyết vấn đề. 1.6.2. Giải pháp mới cải tiến: “Thiết kế và sử dụng thí nghiệm nêu vấn đề trong dạy học chủ đề “sự ăn mòn kim loại” – hoá học 12 nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh THPT”. Khi giảng dạy một lớp mà không sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực thì hiệu quả tiếp thu của học sinh bị hạn chế rất nhiều, còn những lớp sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực thì hiệu quả tiếp thu bài của học sinh tích cực, học sinh tiếp thu bài tốt, dễ hiểu, hứng thú và đặc biệt khắc sâu được kiến thức trọng tâm cần đạt được. 1.6.2.1. Vai trò của thí nghiệm trong việc xây dựng thí nghiệm theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề Thí nghiệm phát hiện và giải quyết vấn đề có lợi thế trước hết ở đặc tính trực quan sinh động của đối tượng nghiên cứu. Đó là phát hiện ra tình hướng bất ngờ, không bình thường của phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình làm thí nghiệm như: sự biến đổi về màu sắc, thay đổi trạng thái, tỏa nhiệt hay thu nhiệt nằm ngoài dự đoán của người quan sát. Chính những dấu hiệu này sẽ lôi cuốn sự chú ý của học sinh và tạo ra tâm lý muốn nghiên cứu, tìm hiểu nguyên nhân khác 14
thường tạo ra các hiện tượng đó trong thí nghiệm. Khi quan sát và suy nghĩ về các thí nghiệm nêu vấn đề, học sinh sẽ thấy được mâu thuẫn về nhận thức, do đó các em phải tìm tòi để giải quyết được vấn đề đó. Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh sẽ xây dựng giả thuyết để tìm ra con đường giải quyết vấn đề. Như vậy thí nghiệm phát hiện và giải quyết vấn đề sẽ đặt học sinh vào vị trí của người nghiên cứu, tìm tòi một cách sáng tạo để giải quyết nhiệm vụ đặt ra. Thí nghiệm dạng này không chỉ dùng cho việc cung cấp kiến thức, hình thành các khái niệm mà còn dùng để sửa các lỗi về nhận thức của học sinh và hiệu chỉnh các kiến thức về các vấn đề riêng biệt trong chương trình hóa học. 1.6.2.2. Những định hướng khi lựa chọn thí nghiệm để phát hiện và giải quyết vấn đề Những định hướng khi lựa chọn thí nghiệm là cơ sở quan trọng để thiết kế hệ thống thí nghiệm phát hiện và giải quyết vấn đề. Chính vì thế chúng tôi xin tổng hợp và đề xuất một số định hướng lựa chọn như sau: 1. Phải có nội dung liên quan đến bài giảng, được xem như một phần của bài giảng Vai trò của thí nghiệm là phục vụ cho nội dung trọng tâm của bài giảng, những kiến thức cơ bản mà học sinh cần lĩnh hội được. Nhờ có thí nghiệm mà trọng tâm của bài được làm nổi bật nhờ thế mà học sinh sẽ khắc sâu kiến thức, vì vậy nội dung thí nghiệm không được xa rời bài giảng. 2. Có nội dung được bắt đầu cái quen thuộc đi đến cái bất thường Nội dung phải tồn tại một vấn đề mà trong đó bộc lộ mâu thuẫn giữa cái mà học sinh đã biết với cái mà học sinh phải tìm ra, do đó các em phải vượt qua một khó khăn trong tư duy hay hành động mà vốn hiểu biết sẵn có chưa đủ để vượt qua. Điều chưa biết đó sẽ được khám phá trong thí nghiệm phát hiện và giải quyết vấn đề mà thí nghiệm đặt ra. 3. Nội dung của các thí nghiệm này phải dựa vào sự hiểu biết về những hiện tượng và các quy luật mà học sinh đã biết Với nền tảng kiến thức đã có sẽ giúp học sinh tích cực suy nghĩ để nhanh chóng tìm ra phương hướng giải quyết vấn đề. 4. Có nội dung hợp lý và có tính logic chặt chẽ Nội dung bắt nguồn từ những cái quen thuộc đi đến những cái bất ngờ chưa từng gặp bao giờ nhưng phải hợp lý, có logic. Cần làm cho học sinh thấy rõ, hiện tại các em chưa thể đưa ra lời giải nhưng với vốn kiến thức đã có và vận dụng những kỹ năng, tích cực suy nghĩ thì sẽ có nhiều khả năng giải quyết được vấn đề đặt ra. 5. Chứa đựng hoàn cảnh có vấn đề gây ra nhu cầu nhận thức cho học sinh Không phải thí nghiệm nào cũng sử dụng để phát hiện và giải quyết vấn đề trong giờ học. Nội dung của thí nghiệm đó phải đặt ra và giải quyết được nhiều vấn đề học tập khác nhau. 15
6. Vừa sức, không quá đơn giản, nhưng cũng không quá khó, phù hợp với khả năng của học sinh để tạo niềm tin Một vấn đề khi đưa ra dù có hấp dẫn đến đâu nhưng nếu quá dễ hay quá khó so với khả năng vốn có của học sinh thì chắc chắn sẽ không tạo ra nhu cầu nhận thức nào cả. Nếu điều này được lặp đi lặp lại nhiều lần sẽ làm mất hứng thú học tập, mất niềm tin vào khả năng nhận thức của học sinh. 7. Có tác dụng kích thích tư duy, gây hứng thú cho người học Trong quá trình hoàn thành các thí nghiệm phát hiện và giả quyết vấn đề, học sinh thường đi đến kết luận có tính chất tổng quát một cách thỏa mãn đồng thời cũng phát triển được kỹ năng của học sinh. Việc phát hiện và giải quyết các vấn đề chưa rõ ràng trong nhận thức bằng thực nghiệm sẽ khơi dậy tính độc lập, phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh. Nhưng không phải bất kì một thí nghiệm hóa học nào cũng có thể sử dụng để phát hiện và giải quyết vấn đề trong giờ học. Mà phải là các thí nghiệm nảy sinh được một trong các tình huống, các vấn đề trong dạy học hóa học như: tình huống nghịch líbế tắc, tình huống lựa chọn và tình huống nhân quả…, do vậy sẽ phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh và tạo hứng thú học tập. 8. Được trình bày ngắn gọn, súc tích, đủ ý, rõ ràng 9. Nội dung phải được thể hiện thành công bằng thí nghiệm Thí nghiệm là phương tiện trực quan chính yếu, được dùng phổ biến và giữ vai trò quyết định trong quá trình dạy học. Do đó nội dung lựa chọn cần được tiến hành thí nghiệm trước để kiểm tra sự chính xác và chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm cho phù hợp. 1.6.3. Những yêu cầu sư phạm về kĩ thuật biểu diễn thí nghiệm Hóa học 1.6.3.1. Đảm bảo an toàn cho học sinh và giáo viên Giáo viên hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật về mọi sự không may xảy ra có ảnh hưởng đến sức khỏe, tính mạng của học sinh. Giáo viên phải nhất thiết tuân theo những quy định về bảo hiểm, giữ hóa chất tinh khiết, dụng cụ sạch sẽ, tốt, làm đúng quy trình kĩ thuật, hiểu rõ nguyên nhân những sự cố có thể xảy ra, bình tĩnh khi tiến hành thí nghiệm. 1.6.3.2. Bảo đảm thành công của thí nghiệm Giáo viên phải chuẩn bị tỉ mỉ, chu đáo, thử nhiều lần trước khi biểu diễn trên lớp. Khi làm thí nghiệm không ra kết quả mong muốn, giáo viên cần bình tĩnh suy nghĩ tìm ra nguyên nhân giải quyết. Tuyệt đối không bắt ép học sinh phải công nhận kết quả trong khi thí nghiệm không thành công, đó là một việc làm phản khoa học và phản giáo dục. 1.6.3.3. Thí nghiệm phải rõ, học sinh phải quan sát được đầy đủ Giáo viên cần bố trí thí nghiệm ở vị trí mà sao cho tất cả các em đều quan sát được rõ ràng. Kích thước dụng cụ và lượng hóa chất phải đủ làm để biểu diễn thí nghiệm. Bàn thí nghiệm cao vừa phải. 16
1.6.3.4. Thí nghiệm phải đơn giản, dụng cụ thí nghiệm gọn gàng, mĩ thuật đồng thời đảm bảo tính khoa học Có thể phát huy, cải tiến dụng cụ thí nghiệm cho đơn giản, dùng hóa chất dễ kiếm, rẻ tiền để thay thế cho phù hợp. Đồng thời đảm bảo dụng cụ thí nghiệm được mĩ thuật, gọn gàng, bảo đảm tính khoa học. 1.6.3.5. Số lượng thí nghiệm trong một bài phải hợp lí Cần tính toán hợp lí số lượng thí nghiệm sử dụng cho một bài và thời gian dành cho từng thí nghiệm để không ảnh hưởng đến việc dạy các kiến thức khác. Nên chọn các thí nghiệm phục vụ cho việc làm rõ trọng tâm của bài để biểu diễn. 1.6.3.6. Thí nghiệm phải kết hợp chặt chẽ với bài giảng Nội dung thí nghiệm phải phù hợp với bài học, giúp học sinh nắm bản chất của vấn đề và tạo thành một khối thống nhất với nội dung bài học. Đồng thời cần luyện tập cho học sinh quan sát các hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm, giải thích hiện tượng và rút ra những kết luận khoa học hướng vào những điểm cơ bản nhất của bài học. 1.6.4. Các hình thức sử dụng thí nghiệm trong giờ học Hóa học Có nhiều hình thức sử dụng thí nghiệm trong bài giảng như: Trình chiếu video thí nghiệm ( thí nghiệm ảo), tiến hành thí nghiệm trực tiếp... Tùy vào tính chất của mỗi một thí nghiệm, nội dung của bài giảng và điều kiện chủ quan và khách quan mà ta có thể sử dụng hình thức nào cho phù hợp để đạt được hiệu quả cao nhất có thể, vì mỗi một hình thức thí nghiệm trên đều có những ưu và nhược điểm khác nhau, cụ thể như sau: Trình chiếu video( thí nghiệm ảo) Tiến hành thí nghiệm trực tiếp Nhanh gọn, tiết kiệm thời gian, dễ thực Mất nhiều thời gian cho quá trình chuẩn hiện bị và tiến hành, khó thực hiện. Hiệu quả, luôn thu được kết quả như Có thể không đạt được kết quả như mong muốn, chính xác khoa học. mong muốn. Không gây ô nhiễm môi trường, không Dụng cụ thí nghiệm hóa chất: phức độc hại, không ảnh hưởng đến môi tạp, độc, gây ảnh hưởng đến môi trường xung quang, có thể thực hiện trường xung quanh. được hầu hết các thí nghiệm, kể cả thí nghiệm khó và độc hại. Rèn luyện kỹ năng thí nghiệm ở mức độ Rèn được kỹ năng thao tác, tính cẩn học tập qua quan sát. thận, chính xác, làm việc với lượng nhỏ hóa chất thông qua việc thực hành thí nghiệm. Ghi nhớ kiến thức sâu sắc. Ghi nhớ kiến thức sâu sắc hơn nhờ quá trình tự làm thí nghiệm. 17
1.6.5. Qui trình thiết kế thí nghiệm theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề Điểm mấu chốt của phương pháp là cần tạo được mâu thuẫn nhận thức. Thường giáo viên dùng thí nghiệm để tạo mâu thuẫn nhận thức với kiến thức đã có của học sinh và thông qua việc phân tích hiện tượng của thí nghiệm, cấu tạo chất mà rút ra kiến thức mới, giải quyết mâu thuẫn nhận thức lúc đầu. Ví dụ: Tính thơm của vòng benzen mâu thuẫn với tính chất của các hidrocacbon không no (mặc dù cùng có liên kết kém bền nhưng vòng benzen lại dễ tham gia phản ứng thế, khó tham gia phản ứng cộng trong khi các hidrocacbon không no lại có phản ứng đặc trưng là phản ứng cộng, tính tạo phức của ancol đa có ít nhất hai nhóm –OH liền kề, phản ứng thế với nước brom của phenol, anilin,... Do vậy tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề như sau: Đặt vấn đề Tạo mâu thuẫn nhận thức (có thể làm thí nghiệm ) Nêu vấn đề cần giải quyết Đề xuất các giả thuyết, hướng giải quyết, thực hiện kế hoạch giải quyết (có thể bằng thí nghiệm) Phân tích để rút ra kết luận Vận dụng. Dựa trên những định hướng lựa chọn nội dung thí nghiệm để phát hiện và giải quyết vấn đề. Chúng tôi xin đề xuất 5 bước sau: Bước 1: Xác định mục tiêu bài dạy Đây là bước cơ bản trong việc tiến hành soạn giảng một bài cụ thể và đo lường thành quả học tập của học sinh. Mục tiêu của bài giảng có thể gồm nhiều mức độ khác nhau và cách phân loại khác nhau. Chúng tôi xin đưa ra sơ đồ phân loại mức độ như sau: Biết Hiểu Vận dụng Phân tích Tổng hợp Đánh giá Ở tầng thấp nhất là học sinh phải nhớ được kiến thức của thầy cô đã truyền đạt. Để kiểm tra giáo viên yêu cầu học sinh mô tả lại, kể lại, đọc thuộc lòng,... Sau khi đã biết thì trình độ nhận thức của học sinh phải được nâng cao lên tầng thứ hai đó là hiểu thấu đáo thông qua các hoạt động là học sinh tóm tắt được nội dung, giải thích và trình bày lại bằng ý hiểu của mình hoặc thuyết trình, thảo luận, nhận biết các yếu tố,... Ở tầng thứ ba là áp dụng, đó là học sinh nêu được hay chứng minh được kiến thức đã học, biết giải quyết vấn đề, nêu ví dụ minh họa, tính toán, sử dụng thí nghiệm,... Tầng bốn là phân tích: học sinh phải phân loại, so sánh, đối chiếu, diễn dịch, khảo sát, phân biệt,... Tầng năm là tổng hợp: học sinh phải thiết kế, lập giả thuyết, hệ thống hóa,... Cuối cùng là tầng sáu: Học sinh phải có khả năng đưa ra các nhận xét, đánh giá, phê bình, đưa ra các đề nghị, dự đoán và lập luận dựa trên những dữ kiện cụ thể đã được phân tích tổng hợp ở các tầng dưới trong tiến trình nhận thức và học tập. Bước 2: Xác định đơn vị kiến thức dạy Xác định được các kiến thức sẽ truyền tải đến cho học sinh trong bài học trong đó có kiến thức trọng tâm và kiến thức cơ bản. 18
Bước 3: Thiết kế tình huống cho từng đơn vị kiến thức Theo các căn cứ sau: Định hướng lựa chọn nội dung thí nghiệm theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề. Dựa trên đơn vị kiến thức. Đọc các tài liệu có liên quan đến bài dạy. Tham khảo các tình huống trong dạy học. Tham khảo các thí nghiệm có thể sử dụng trong giảng dạy môn Hóa học. Lựa chọn và thiết kế các thí nghiệm phù hợp với nội dung của tình huống đưa ra. Bước 4: Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính chính xác của kiến thức đưa ra trong tình huống Bước 5: Kiểm tra Kiểm tra xem trình huống đã xây dựng có phù hợp với mục đích, nội dung bài dạy và trình độ học tập của học sinh hay không? Cần kiểm tra lại các câu hỏi phù hợp với mục đích của bài dạy, để tìm ra các câu hỏi phù hợp nhất với trình độ nhận thức của học sinh, loại bỏ những câu hỏi quá dễ, quá khó hiểu không hướng vào mục đích khi giải quyết tình huống. 1.6.6. Quy trình dạy học sử dụng thí nghiệm theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề * Bước 1: Đặt vấn đề (đây là bước gây hứng thú học tập) Thường nêu mục đích dưới dạng câu hỏi để tạo tình huống có vấn đề: có thể đặt câu hỏi tái hiện kiến thức, áp dụng vào một trường hợp mới rồi làm thí nghiệm, quan sát hiện tượng thấy sự mâu thuẫn. Cụ thể như sau: Biểu diễn lại thí nghiệm đã biết theo quy luật nào đó, hoặc nhắc lại kiến thức cũ mà học sinh đã biết và đã hiểu. Trình bày lại thí nghiệm trong điều kiện mới (có thể khác nhau về nồng độ, môi tường, nhiệt độ, chất tương tự). Yêu cầu học sinh suy nghĩ và nhận xét thông qua việc quan sát các dấu hiệu của thí nghiệm. * Bước 2: Phát biểu vấn đề (phát hiện vấn đề) Mô tả vấn đề cần giải quyết dưới dạng câu hỏi (phát biểu vấn đề phát hiện vấn đề). Trên cơ sở những dấu hiệu và hiện tượng đã quan sát được giáo viên yêu cầu học sinh thiết lập mối quan hệ giữa dấu hiệu bề ngoài và bản chất của các quá trình và trả lời được các câu hỏi sau: Phản ứng (thí nghiệm) vừa rồi xảy ra trong điều kiện nào? Các dấu hiệu đó chứng tỏ phản ứng xảy ra trong thí nghiệm đã tạo thành những sản phẩm nào? Có giống với sản phẩm đã biết không? Như vậy ngoài các tính chất đã biết, chất đang nghiên cứu còn có những tính chất gì khác không? * Bước 3: Xác định phương hướng giải quyết nêu giả thuyết (đây là bước quan trọng để phát triển năng lực tư duy của học sinh) 19
Đặt các câu hỏi sáng tạo để học sinh đề xuất các phương án giải quyết. Câu hỏi đánh giá để chọn các phương án giải quyết, trong khi thực hiện kế hoạch giải quyết vấn đề có thể đặt các câu hỏi phân tích, so sánh,... * Bước 4 và 5: Lập kế hoạch và giải theo giả thuyết Vấn đề 1: Phản ứng (thí nghiệm) 2 được tiến hành trong điều kiện: nhiệt độ, nồng độ, áp suất, chất xúc tác,... Vấn đề 2: Chất mới sinh ra ở thí nghiệm 2 có trạng thái, màu sắc, mùi,... Chất mới sinh ra có phản ứng đặc trưng với... Chất mới sinh ra làm chất chỉ thị... đổi màu...Vậy chất đó là...Phương trình phản ứng là...phản ứng này thuộc loại phản ứng...và chất đang nghiên cứu ngoài tính chất đã biết thì còn có thêm tính chất..., ở điều kiện... * Bước 6: Đánh giá việc thực hiện kế hoạch giải quyết vấn đề Căn cứ vào việc tiến hành thí nghiệm và kết quả của thí nghiệm thì xác nhận kế hoạch giải quyết vấn đề ở trên là đúng. * Bước 7: Kết luận Giáo viên chỉnh lí, bổ sung, chuẩn hóa kiến thức và chỉ ra những điều cần lĩnh hội. * Bước 8: Kiểm tra lại kiến thức vừa tiếp thu và dạy học sinh tập vận dụng kiến thức Giáo viên cho học sinh thực hiện thí nghiệm với một số chất khác tương tự (ở cùng điều kiện nghiên cứu với thí nghiệm 2). CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC VÔ CƠ CHỦ ĐỀ “ SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI” LỚP 12 THPT THEO PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH Bài 20: SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI (2 tiết) Nội dung 1: Khái niệm, các dạng ăn mòn kim loại (tiết 1) Nội dung 2: Cách chống ăn mòn kim loại và hoạt động trải nghiệm ngoại khóa (tiết 2) I. Mục tiêu dạy học 1. Về kiến thức, kỹ năng, thái độ a. Kiến thức * Học sinh biết được: Các khái niệm: Sự ăn mòn kim loại, ăn mòn hóa học, ăn mòn điện hóa, các biện pháp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn. * Học sinh hiểu được: Điều kiện xảy ra sự ăn mòn kim loại. Cơ chế của ăn mòn điện hóa học. b. Kĩ năng 20