Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua bài toán nhận thức phần Hóa học phi kim Trung học phổ thông

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của Luận án là nghiên cứu xây dựng và sử dụng BTNT phần Hóa học phi kim nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS, góp phần đổi mới phương pháp dạy và học hóa học ở trường Trung học phổ thông theo định hướng phát triển NL. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua bài toán nhận thức phần Hóa học phi kim Trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ******* ĐẶNG TRẦN XUÂN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TOÁN NHẬN THỨC PHẦN HÓA HỌC PHI KIM TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI - 2020
Công trình được hoàn thành tại: Khoa Hoá học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐẶNG THỊ OANH PGS.TS LÊ THỊ HỒNG HẢI Phản biện 1: PGS.TS Phùng Quốc Việt – Trường ĐH Hùng Vương Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Thị Sửu – Trường ĐHSP Hà Nội Phản biện 3: TS Nguyễn Thị Kim Thành – Trường ĐHGD-ĐHQG Hà Nội Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội vào hồi … giờ … ngày … tháng 5 năm 2020 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Thế kỉ 21 là thế kỉ của tri thức, công nghệ và xu hướng toàn cầu hóa. Hiện nay, ở nước ta ngành GDĐT cũng đã và đang có những bước đổi mới và phát triển. Điều đó được thể hiện thông qua các văn bản của Quốc Hội, Chính phủ Nghị Quyết của Đảng. Trong Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI đã khẳng định "Đổi mới chương trình, nội dung, phương pháp dạy và học, phương pháp thi, kiểm tra theo hướng hiện đại; nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, đặc biệt coi trọng giáo dục lý tưởng, giáo dục truyền thống lịch sử cách mạng, đạo đức, lối sống, NL sáng tạo, kỹ năng thực hành, tác phong công nghiệp, ý thức trách nhiệm xã hội". Nghị quyết số 29-NQ/TW 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện Giáo dục Đào tạo (GDĐT) xác định “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, NL của người học”. Chương trình GDPT tổng thể (12/2018) của Bộ GDĐT đã công bố, năng lực giải quyết vấn đề (NL GQVĐ) được xếp trong nhóm NL chung NL GQVĐ và sáng tạo. Đây là một trong những NL cần thiết của thế kỉ 21. Bởi vì, ngày nay, lượng tri thức phát triển nhanh chóng mâu thuẫn với thời gian học có hạn. Với khối lượng kiến thức khổng lồ và luôn phát triển của môn học thì việc bồi dưỡng phẩm chất và phát triển NL cho HS là rất cần thiết. Do đó, cần phải thay đổi cách dạy và cách học. Việc áp dụng PPDH tích cực trong dạy học hóa học để phát triển NL của HS có thể được thực hiện thông qua sử dụng bài tập hóa học (BTHH) nói chung và bài toán nhận thức (BTNT) nói riêng, trong đó cần đặc đặc biệt chú ý đến những bài tập góp phần phát triển NL GQVĐ cho HS đó là những dạng BTHH, BTNT có tính mở, có nội dung thực tiễn, có chứa đựng tình huống có vấn đề... Trong CT môn Hóa học THPT, phần Hóa học phi kim được học ở lớp 10 và lớp 11 sau khi đã học xong lý thuyết chủ đạo nên có nhiều cơ hội để HS vận dụng được kiến thức cơ sở hóa học chung vào việc dự đoán, giải thích tính chất, ứng dụng và cách sản xuất các chất và hợp chất hóa học vô cơ, giải quyết được ở mức độ nhất định một số vấn đề thực tiễn. Mặt khác, các chất và hợp chất hóa học phi kim cũng có nhiều ứng dụng quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong nền kinh tế Quốc dân cũng như đời sống con người. Vì vậy nếu biết khai thác, thiết kế và sử dụng các BTNT thì sẽ góp phần phát triển NL nói chung và NL GQVĐ nói riêng cho HS. Vì những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua bài toán nhận thức phần Hóa học phi kim Trung học phổ thông” làm đề tài nghiên cứu của mình. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng và sử dụng BTNT phần Hóa học phi kim nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS, góp phần đổi mới phương pháp dạy và học hóa học ở trường THPT theo định hướng phát triển NL. 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 3.1. Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học Hóa học THPT ở Việt Nam.
2 3.2. Đối tượng nghiên cứu: BTNT hóa học và vấn đề phát triển NL GQVĐ của HS THPT 4. Phạm vi nghiên cứu - BTNT và kiến thức phần Hóa học phi kim (CT chuẩn) ở THPT. - Địa bàn thực nghiệm: Trường THPT ở một số tỉnh, thành phố thuộc 3 miền Bắc- Trung - Nam của Việt Nam. - Thời gian nghiên cứu: từ tháng 10/2014 đến 10/2019. 5. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng BTNT đa dạng, phong phú và sử dụng một cách hợp lý, phù hợp với đối tượng HS trong các dạng bài nghiên cứu tài liệu mới, củng cố, luyện tập và trong kiểm tra đánh giá thì sẽ phát triển được NL GQVĐ cho HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở trường THPT. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu 6.1. Tổng quan cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài:- Nghiên cứu cơ sở lý luận về đổi mới GDPT theo định hướng phát triển NL; Cơ sở lý luận về NL, NL GQVĐ ; Đánh giá NL của HS ; Đổi mới PPDH theo định hướng phát triển NL cho HS THPT ; Cơ sở lý luận về BTNT và mối quan hệ giữa BTNT với vấn đề phát triển NL GQVĐ. - Nghiên cứu thực tiễn: Nghiên cứu lịch sử vấn đề về NL GQVĐ và BTNT ở trên Thế giới và ở Việt Nam ; Thực trạng dạy học phát triển NL nói chung và NL GQVĐ nói riêng ; Thực trạng sử dụng BTNT trong dạy học và thực trạng NL GQVĐ của HS THPT. 6.2. Phân tích nội dung cấu trúc và đặc điểm về PPDH phần Hóa học phi kim trong CT HH THPT. 6.3. Xác định nguyên tắc, quy trình lựa chọn, xây dựng hệ thống BTNT phần Hóa học phi kim. 6.4. Đề xuất biện pháp sử dụng hệ thống BTNT kết hợp với một số PPDH như: DH GQVĐ; DH theo góc, … trong các dạng bài: Truyền thụ kiến thức mới; dạng bài Ôn tập, luyện tập và Kiểm tra đánh giá. Trên cơ sở đó, Thiết kế kế hoạch bài dạy theo các biện pháp đề xuất. 6.5. Xây dựng cấu trúc, các mức độ đánh giá NL GQVĐ, thiết kế và sử dụng bộ công cụ đánh giá NL GQVĐ của HS thông qua các biện pháp đề xuất. 6.6. Tiến hành thực nghiệm sư phạm khẳng định tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đề xuất. 7. Phương pháp nghiên cứu Những nhiệm vụ của đề tài sẽ được thực hiện bằng cách phối hợp các nhóm PP nghiên cứu sau: 7.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lí thuyết (phương pháp phân tích, tổng hợp, khái quát hóa,...) trong nghiên cứu tổng quan các nguồn tài liệu với các nội dung liên quan đến luận án. 7.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn (phương pháp điều tra, quan sát, phỏng vấn, thực nghiệm sư phạm, phương pháp chuyên gia,...).
3 7.3. Phương pháp xử lí thông tin: Sử dụng phương pháp thống kê toán học trong nghiên cứu khoa học giáo dục, phần mềm SPSS để xử lý kết quả TNSP. 8. Đóng góp mới của luận án 8.1. Về lí luận: Tổng quan cơ sở lí luận của đề tài: NL GQVĐ, BTNT, làm rõ mối quan hệ giữa BTNT và vấn đề phát triển NL GQVĐ trong DH Hóa học. 8.2. Về thực tiễn: - Đánh giá về thực trạng dạy học phát triển NL nói chung và NL GQVĐ nói riêng; Thực trạng và nhu cầu sử dụng BTNT trong DH hóa học ở trường THPT. - Đề xuất các nguyên tắc, bổ sung quy trình xây dựng hệ thống BTNT, xây dựng 59 BTNT (định tính, định lượng, thực hành và thực tiễn, theo 4 mức độ nhận thức: biết, hiểu, vận dụng và vận dụng sáng tạo) phần Hóa học phi kim, Phân tích các biểu hiện của NL GQVĐ thông qua các BTNT đã xây dựng. - Đề xuất biện pháp sử dụng hệ thống BTNT thông qua dạng bài hình thành kiến thức mới và dạng bài hoàn thiện kiến thức, kĩ năng (bài luyện tập, ôn tập) nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS và sử dụng BTNT trong kiểm tra để đánh giá NL GQVĐ của HS. - Xác định được các tiêu chí và mức độ biểu hiện của NL GQVĐ thông qua sử dụng BTNT. Thiết kế và sử dụng bộ công cụ đánh giá NL GQVĐ của HS thông qua các biện pháp đã đề xuất. 9. Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu (5 trang), kết luận chung và khuyến nghị (3 trang), tài liệu tham khảo (129 tài liệu) và phụ lục (132 trang), luận án có 3 chương: Chương 1 (41 trang), Chương 2 (70 trang), Chương 3 (34 trang). Ngoài ra, còn có các từ viết tắt, danh mục các bảng biểu (45 bảng), sơ đồ, hình vẽ (29 hình), danh mục các công trình khoa học liên quan đến luận án đã công bố (7 công trình). CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ BÀI TOÁN NHẬN THỨC TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu Trình bày các nghiên cứu về NL và NL GQVĐ, việc sử dụng BTNT trong DH ở trên thế giới và ở Việt Nam 1.2. Cơ sở lý luận về năng lực, năng lực giải quyết vấn đề 1.2.1. Cơ sở lý thuyết học tập Trình bày một số lý thuyết học tập liên quan đến luận án: Thuyết nhận thức, thuyết kiến tạo, thuyết về “vùng phát triển gần nhất”. 1.2.2. Khái niệm về năng lực, các năng lực cần phát triển cho học sinh trung học phổ thông NL là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như ý chí, niềm tin,... thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.
4 Các NL cần phát triển cho HS THPT: NL chung (NL tự chủ và tự học; NL giao tiếp và hợp tác; NL GQVĐ và ST…), NL đặc thù (năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực khoa học, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mĩ, năng lực thể chất); Đối với môn Hóa học HS cần được hình thành và phát triển NL hóa học bao gồm 3 thành phần: Nhận thức khoa học hóa học; Tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học và Vận dụng kiến thức , kĩ năng đã học; 1.2.3. Năng lực giải quyết vấn đề 1.2.3.1. Một số khái niệm cơ bản Một “vấn đề” (xét trong lĩnh vực học tập) biểu thị bởi một mệnh đề và câu hỏi hay một hệ thống các mệnh đề, câu hỏi (hoặc yêu cầu hành động) thoả mãn điều kiện: Cho đến thời điểm hiện tại HS chưa đủ kiến thức hoặc chưa có cách giải quyết để trả lời câu hỏi. Khái niệm về NL GQVĐ: Có nhiều cách phát biểu khác nhau về NL GQVĐ. Tuy nhiên chúng tôi đưa ra cách phát biểu NL GQVĐ của HS là khả năng phối hợp vận dụng những kinh nghiệm bản thân (HS), kiến thức, kĩ năng của các môn học trong chương trình THPT để giải quyết thành công các tình huống có vấn đề trong học tập và trong cuộc sống của các em với thái độ tích cực. 1.2.3.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề Các thành tố của NL GQVĐ gồm: i) Tìm hiểu vấn đề; ii) Thiết lập không gian vấn đề; iii) Lập kế hoạch và thực hiện giải pháp; IVi) Đánh giá và phản ánh giải pháp. Các thành tố trên của NL GQVĐ được sử dụng để xác định tiêu chí, mức độ đạt được của NL GQVĐ đối với HS THPT thông qua các BTNT và thiết kế bộ công cụ đánh giá sự phát triển NL này của HS. 1.2.4. Phương pháp đánh giá năng lực Đánh giá NL thông qua các sản phẩm học tập và quá trình học tập của HS, đánh giá NL HS được thực hiện bằng một số phương pháp (hình thức) sau: Đánh giá kết quả và đánh giá quá trình; đánh giá theo chuẩn và đánh giá theo tiêu chí; Tự suy ngẫm và tự đánh giá; Kiểm tra viết, kiểm tra miệng… Trong đó, các công cụ đánh giá được sử dụng như: Rubric (Bảng kiểm quan sát, phiếu hỏi), đề kiểm tra và hướng dẫn chấm, hồ sơ học tập… 1.3. Bài toán nhận thức 1.3.1. Bài tập, bài toán và bài toán nhận thức 1.3.1.1. Khái niệm bài tập, bài toán và bài toán nhận thức Khái niệm bài tập: “Bài tập là bài giao cho HS làm để vận dụng kiến thức đã học”. Khái niệm bài toán: “Bài toán là một hệ thông tin xác định chứa đựng mâu thuẫn, bao gồm cái đã biết và cái chưa biết (cái đang còn là giả thuyết) có mối liên hệ chưa tường minh với nhau cần phải được làm sáng tỏ bằng phương pháp khoa học mới”. Khái niệm bài toán nhận thức: “BTNT trong dạy học là một hệ thông tin xác định chứa đựng mâu thuẫn, bao gồm cái đã biết và cái chưa biết có mối quan hệ chưa tường minh với nhau, mà phải bằng những hoạt động tích cực, tìm tòi, nghiên cứu phép giải mới để
5 GQVĐ, khi đó HS không chỉ lĩnh hội được tri thức mới, mà cả sự tự tin, niềm vui sướng của sự nhận thức mới”. 1.3.1.2. Mối quan hệ giữa bài tập, bài toán và bài toán nhận thức Theo quan điểm của chúng tôi thì bài tập, bài toán và BTNT giống nhau là chúng đều được hình thành từ 3 yếu tố “Dữ kiện xuất phát  Phép giải  Yêu cầu”. Bảng 1.1. Phân biệt bài toán với BTNT và bài tập Bài toán BTNT Bài tập Các nhà khoa học nghiên HS nghiên cứu, tìm ra Ghi nhớ và rèn luyện một cứu, tìm ra kiến thức, kĩ kiến thức, kĩ năng, kĩ năng, vận dụng thành Mục thuật, PP, công thức, mối phương pháp giải, công thạo một công thức, một đích liên hệ,… hoàn toàn mới thức, mối liên hệ,… mới quy luật. đối với nhân loại. đối với mình. - Chứa đựng mâu thuẫn - Chứa đựng mâu thuẫn - Không chứa đựng mâu nhận thức giữa cái đã biết nhận thức giữa cái mà HS đã thuẫn nhận thức. và cái mà khoa học chưa biết và cái chưa biết. - Phép giải đã có sẵn và kết Tính tìm ra. - Phép giải và kết quả HS quả chắc chắn sẽ tìm ra. chất - Phép giải và kết quả đều chưa biết nhưng khoa học chưa có sẵn đối với khoa đã biết. học. Nghiên cứu ra được tri HS khám phá được kiến HS nhớ được kiến thức, rèn thức mới, một phát minh thức mới, kĩ năng mới, luyện thành thạo một kĩ Kết mới, quy trình công nghệ một phương pháp giải năng, vận dụng thành thạo quả mới, quy luật mới,... mới, công thức mới,.. một công thức hay một phương pháp giải toán,… Phát Phát triển NL con người Phát triển NL GQVĐ và Chưa đặt nặng yêu cầu phát triển đặc biệt là NL GQVĐ, NL sáng tạo của HS. triển NL chung mà chủ yếu NL NL sáng tạo. phát triển NL chuyên biệt 1.3.2. Sử dụng bài tập hóa học trong dạy học 1.3.2.1. Phân loại bài tập hóa học - Các cách phân loại bài tập: dựa trên cơ sở khác nhau. – Phân loại các bài tập: phân loại thành các kiểu, các dạng bài tập. – Phân hóa các bài tập: Ở mỗi dạng, tìm ra quy luật biến hóa, liên kết ngày càng phức tạp hơn, tổng hợp hơn. 1.3.2.2. Phương pháp xây dựng bài tập hóa học Biên soạn hệ thống bài tập mới tùy theo yêu cầu sư phạm định trước 1.3.2.3. Sử dụng bài tập hóa học trong dạy học Hóa học trung học phổ thông – Bảo đảm tính cơ bản gắn liền với tính tổng hợp – Bảo đảm tính hệ thống và tính kế thừa – Bảo đảm tính phân hóa của hệ thống các bài tập
6 – Bảo đảm rèn luyện kĩ thuật tổng hợp – Thường xuyên coi trọng viêc dạy HS phương pháp giải bài tập 1.3.3. Vai trò của bài toán nhận thức hóa học trong dạy học BTNT có đủ những điều kiện để phát triển NL của HS, là công cụ quan trọng để hình thành và phát triển NL GQVĐ tạo cho HS. 1.3.4. Xây dựng bài toán nhận thức hóa học 1.3.4.1. Nguyên tắc xây dựng bài toán nhận thức a) BTNT phải chứa đựng mâu thuẫn nhận thức, chứa đựng tri thức mới b) Đảm bảo tính chính xác của các nội dung kiến thức hoá học c) Đảm bảo tính vừa sức, tính linh hoạt của BTNT d) Đảm bảo phát triển năng lực của HS, đặc biệt là năng lực phát hiện và GQVĐ, năng lực sáng tạo e) Đảm bảo mục tiêu của chương trình và chuẩn kiến thức, kĩ năng 1.3.4.2. Quy trình xây dựng bài toán nhận thức mới Tham khảo công trình của một số tác giả đã công bố, chúng tôi đã bổ sung và đề xuất quy trình chung xây dựng BTNT mới trong dạy học Hoá học gồm 4 bước sau đây: Bước 1. Xác định tri thức mà HS đã biết và tri thức cần hình thành trong BTNT – Xác định tri thức HS đã biết. – Xác định tri thức mới cần hình thành cho HS để xây dựng lên BTNT. Bước 2. Xây dựng (hoặc xác định) mâu thuẫn nhận thức cơ bản, đảm bảo vừa sức giải quyết đối với HS. Bước 3. Xây dựng BTNT Chọn các dữ kiện xuất phát phù hợp với trình độ HS để tạo mâu thuẫn trong nhận thức với (cái chưa biết) yêu cầu đặt ra của BTNT. Bước 4. Kiểm tra lại các tiêu chí của BTNT. 1.3.5. Sử dụng bài toán nhận thức để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trung học phổ thông thông qua dạy học Hóa học Trong dạy học GQVĐ, các kĩ năng GQVĐ được thể hiện rất rõ. Khi nghiên cứu BTNT, HS cần phải tiến hành phân tích, so sánh các mặt, các yếu tố chính xuất hiện trong BTNT, qua đó, xác định hai mặt đối lập cơ bản hình thành nên các mâu thuẫn khách quan của BTNT và phát hiện ra vấn đề cần giải quyết. Khi HS phát hiện được mâu thuẫn cơ bản, hiểu được vấn đề cần giải quyết thì khi đó mâu thuẫn khách quan của BTNT được chuyển hoá thành mâu thuẫn chủ quan của HS (xuất hiện tình huống chứa vấn đề) thì sẽ kích thích được tính tích cực, độc lập, sáng tạo của HS trong quá trình tìm các con đường GQVĐ. Khi HS đã hiểu rõ được vấn đề cần giải quyết thì HS sẽ đề xuất các hướng giải quyết mâu thuẫn, các giả thuyết và tiến hành thực hiện các hướng giải đó. Kết quả xử lí sẽ được đánh giá, lựa chọn để tìm một kết quả thích hợp và từ đó HS có được kiến thức mới, quy trình mới tìm ra kiến thức, điều quan trọng là đã hình thành cho HS NL GQVĐ.
7 1.3.5.1. Nguyên tắc sử dụng hệ thống bài toán nhận thức để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trung học phổ thông Căn cứ vào mục tiêu giáo dục trong CT GDPT tổng thể, dựa vào đặc điểm của BTNT và đặc thù môn Hoá học, theo [31], các nguyên tắc khi sử dụng BTNT để phát triển NL HS như sau: Nguyên tắc 1. Đảm bảo thực hiện được mục tiêu giáo dục phổ thông của môn Hóa học Nguyên tắc 2. Đảm bảo chuyển hoá thành công mâu thuẫn nhận thức của BTNT thành tình huống chứa vấn đề đối với HS Nguyên tắc 3. Khai thác đặc thù bộ môn Hóa học Nguyên tắc 4. Đảm bảo thời lượng dạy học 1.3.5.2. Quy trình sử dụng hệ thống bài toán nhận thức để phát triển năng lực cho học sinh trong dạy học hóa học a) Quy trình chung sử dụng hệ thống bài toán nhận thức Bước 1. Lập kế hoạch phát triển NL HS thông qua hệ thống các BTNT. Bước 2. Lựa chọn PPDH để bộc lộ tốt nhất những đặc điểm của BTNT tạo thuận lợi cho sự hình thành và phát triển NL HS. Bước 3. Đánh giá hiệu quả và hạn chế của BTNT được sử dụng để phát triển từng loại NL HS từ đó điều chỉnh, định hướng phù hợp để phát huy ưu điểm và hạn chế nhược điểm nếu có. b) Quy trình sử dụng bài toán nhận thức để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Bước 1. Phát hiện vấn đề và chuyển hóa sư phạm Bước 2. Hướng dẫn HS giải quyết vấn đề Bước 3. Kết luận và rút ra tri thức mới. 1.4. Một số phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực 1.4.1. Dạy học giải quyết vấn đề 1.4.1.1. Khái niệm dạy học giải quyết vấn đề BTNT là công cụ trung tâm, chủ đạo của dạy học GQVĐ. Vì vậy, cái quyết định đối với hiệu quả của quá trình dạy học GQVĐ là xây dựng thành công BTNT. BTNT có đặc điểm sau: – Bài toán phải xuất phát từ cái quen thuộc, cái đã biết và vừa sức đối với người học. – BTNT không có đáp số chuẩn bị sẵn, tức là người học chưa biết phương pháp giải do vậy người học phải tìm tòi, phát hiện chứ không phải dùng sự tái hiện hay thực hiện thao tác đã biết để tìm ra đáp số. – Mâu thuẫn nhận thức trong BTNT cần được cấu trúc lại một cách sư phạm để thực hiện đồng thời cả hai tính chất trái ngược nhau (vừa sức, xuất phát từ cái đã quen biết và không có lời giải đáp chuẩn bị sẵn). Cấu trúc này giúp HS tìm tòi và phát hiện (dựa vào tình huống chứa vấn đề). – BTNT phải chứa đựng kiến thức mới đối với người học, phương pháp mới mà người học chưa từng biết trước đó.
8 1.4.1.2. Tình huống chứa vấn đề trong dạy học Hóa học * Định nghĩa tình huống chứa vấn đề: Tình huống chứa vấn đề là sự chứa đựng mâu thuẫn nhận thức của chủ thể nhận thức, có tác dụng kích thích hoạt động học tập, tư duy của chủ thể và phù hợp với khả năng của họ để gây ra niềm tin trong học tập. * Nguyên tắc xây dựng tình huống chứa vấn đề trong dạy học hoá học: dựa vào mâu thuẫn giữa kiến thức đã có của HS với yêu cầu đặt ra cho họ khi giải quyết nhiệm vụ mới. 1.4.1.3. Dạy học sinh cách giải quyết vấn đề Các bước dạy HS GQVĐ học tập trong dạy học hóa học: Bước 1. Làm cho HS hiểu rõ vấn đề Bước 2. Xác định phương hướng giải quyết Bước 3. Kết luận vấn đề 1.4.2. Dạy học theo góc 1.4.2.1. Khái niệm dạy học theo góc 1.4.2.2. Các giai đoạn dạy học theo góc 1.4.3. Dạy học hợp tác nhóm 1.4.3.1. Khái niệm dạy học hợp tác nhóm 1.4.3.2. Quy trình thực hiện dạy học hợp tác nhóm 1.5. Điều tra thực trạng dạy học theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trung học phổ thông, thực trạng sử dụng bài toán nhận thức hóa học trong dạy học ở các trường trung học phổ thông 1.5.1. Lập kế hoạch điều tra 1.5.1.1. Mục đích của việc điều tra 1.5.1.2. Nội dung điều tra Chúng tôi tìm hiểu và tiến hành nghiên cứu thực trạng của việc sử dụng PPDH tích cực trong dạy học hoá học ở ba nội dung chính: - Nhận thức của GV về BTNT/BT nêu vấn đề. - Thực trạng sử dụng các PPDH tích cực trong dạy học hoá học ở trường phổ thông để nâng cao tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS. - Thực trạng NL GQVĐ của học sinh THPT hiện nay. - Việc sử dụng BTNT để phát triển NL GQVĐ cho HS và thực trạng NL GQVĐ của HS qua BTNT 1.5.1.3. Địa bàn điều tra và đối tượng điều tra Chúng tôi đã tiến hành điều tra 225 GV, 876 HS của một số các trường THPT của các tỉnh thuộc 3 miền Bắc – Trung - Nam. 1.5.1.4. Phương pháp điều tra, thời gian điều tra
9 Điều tra về sự cần thiết của việc phát triển NL GQVĐ cho HS và thực trạng việc sử dụng các phương pháp dạy học tích cực trong dạy học hoá học ở trường phổ thông để nâng cao tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS; việc sử dụng BTNT để phát triển NL GQVĐ cho HS; hiểu biết của GV về BTNT/ bài toán nêu vấn đề Điều tra thái độ, hứng thú, nhận thức của HS khi sử dụng BTNT trong quá trình học tập môn Hóa học và NL GQVĐ của HS. 1.5.2. Phân tích kết quả điều tra với giáo viên 1.5.2.1. Thực trạng sử dụng các phương pháp dạy học tích cực trong dạy học hoá học ở trung học phổ thông Hầu hết GV sử dụng các PPDH truyền thống, số GV thường xuyên dùng phương pháp thuyết trình chiếm tới 72,6% và sử dụng phương pháp đàm thoại chiếm 90,3% trên tổng số GV được hỏi. Trong các PPDH tích cực, chỉ có dạy học GQVĐ được sử dụng nhiều hơn cả (72%). Các PPDH tích cực khác chưa được nhiều GV quan tâm sử dụng. Trong số GV được hỏi thì khoảng 3,1% sử dụng PPDH theo hợp đồng và 2,7% dạy học theo góc; 4% dạy học dự án; 5,8% theo phương pháp bàn tay nặn bột. 1.5.2.2. Nhận thức của giáo viên về bài toán nhận thức/bài toán nêu vấn đề Trong 225 GV được hỏi có 24% GV hiểu đúng về BTNT/ bài toán nêu vấn đề, có 63,1% GV thỉnh thoảng sử dụng và 25,1% GV thường xuyên dùng BTNT trong dạy học nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS. 1.5.2.3. Việc sử dụng bài toán nhận thức để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Số GV thường xuyên sử dụng BTNT để phát triển NL GQVĐ cho HS là 25,4%; có 63,1% số GV được hỏi thỉnh thoảng sử dụng BTNT. Trong số các GV thường xuyên sử dụng BTNT trong quá trình dạy học, đa phần các GV đã chú ý đến việc tạo ra tình huống có vấn đề của bài toán, chú trọng đến việc cho HS phát hiện các vấn đề cần giải quyết, thu thập kiến thức liên quan đến bài toán, nhưng chủ yếu các GV thường quan tâm đến việc cho HS giải quyết các bài toán, chưa nhiều GV khái quát các vấn đề của bài toán để có đánh giá và vận dụng vào các dạng bài tương tự, số lượng GV xây dựng thêm các BTHH chứa đựng các tình huống có vấn đề còn chưa nhiều. 1.5.2.4. Điều tra việc giáo viên đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trung học phổ thông Từ các đánh giá của GV có thể thấy rằng, HS chủ yếu chú trọng nhiều đến việc giải các BT, chưa nhiều HS xây dựng kế hoạch GQVĐ của BT và chưa đánh giá, khái quát được vấn đề đã giải quyết. Đây là điều kiện thuận lợi để xây dựng và đưa các BTNT vào dạy học, giúp HS phát triển NL GQVĐ. 1.5.3. Phân tích kết quả điều tra đối với học sinh Chúng tôi dùng phiếu điều tra cho 876 HS để biết thực trạng phát triển NL GQVĐ của HS. Kết quả trên cho thấy HS cũng khá hứng thú với các BTHH chứa đựng tình huống có vấn đề, nhận thức được đó là vấn đề quan trọng cần phát huy nhưng không biết làm theo
10 cách nào, chỉ biết gặp tình huống trong bài cụ thể thì tìm cách giải quyết, không khái quát được các vấn đề của BT; tỉ lệ HS chủ yếu xác định dữ kiện của bài ở mức bình thường nhưng có ít học sinh nhận ra được các mâu thuẫn có trong các bài toán, hầu hết học sinh không chú ý đến các phương án khác để giải BT và không chú ý khái quát dạng bài, chỉ tập trung nhiều vào kết quả bài toán, HS chưa xây dựng được các bài tương tự, chưa đánh giá được vấn đề của các BT. 1.5.4. Khảo sát các bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập hóa học Trong SGK Hóa học và SBT Hóa học đã có số lượng đáng kể các bài toán chứa đựng các nội dung, tình huống có vấn đề của dạng BTNT, nhưng đa phần các GV chưa nhận ra được các bài toán đó là BTNT nên vẫn DH theo các PP truyền thống, hiệu quả đem lại chưa cao, chưa phát huy hết khả năng GQVĐ của HS. CHƯƠNG 2: MỘT SỐ BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ THÔNG QUA HỆ THỐNG BÀI TOÁN NHẬN THỨC PHẦN HÓA HỌC PHI KIM TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1. Phân tích mục tiêu, cấu trúc chương trình và đặc điểm chung về phương pháp dạy học phần Hóa học phi kim (chương trình chuẩn) trung học phổ thông 2.1.1. Mục tiêu dạy học phần Hóa học phi kim lớp 10, 11. 2.1.2. Cấu trúc chương trình phần Hoá học phi kim ở trung học phổ thông 2.1.3. Phân tích đặc điểm chung về phương pháp dạy học phần hoá học phi kim trong chương trình Trung học phổ thông 2.2. Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua bài toán nhận thức Bộ công cụ đánh giá NL GQVĐ thông qua dạy học phần Hóa học phi kim THPT bao gồm: Đánh giá thông qua bảng kiểm quan sát, phiếu tự đánh giá, kiểm tra 45 phút. 2.2.1. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề thông qua bài toán nhận thức Sau khi xây dựng cấu trúc NL GQVĐ thông qua BTNT, căn cứ vào các đặc điểm, tiêu chí về BTNT, NL GQVĐ, chúng tôi sử dụng phương pháp chuyên gia nhận xét về tính chính xác, về các tiêu chí của BTNT, về các tiêu chí BTNT phát triển NL GQVĐ. Theo ý kiến góp ý của các chuyên gia, chúng tôi đã thay cụm từ trong NL thành phần thứ 2 “Thiết lập không gian vấn đề” bằng cụm từ “Đề xuất phương án GQVĐ”. Như vậy cấu trúc của NL GQVĐ thông qua BTNT gồm 4 thành phần / thành tố: Tìm hiểu vấn đề của BTNT; Đề xuất phương án GQVĐ của BTNT; Giải quyết vấn đề của BTNT ; Đánh giá kết quả thực hiện BTNT. Chúng tôi đã xây dựng “Bảng mô tả các tiêu chí và chỉ báo mức độ đánh giá NL GQVĐ thông qua BTNT như bảng 2.1 dưới đây và thiết kế bộ công cụ đánh giá NL GQVĐ gồm: Bảng kiểm quan sát dành cho giáo viên; Phiếu hỏi học sinh tự đánh giá mức độ của NL GQVĐ.
11 2.2.2. Bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề thông qua bài toán nhận thức 2.2.2.1. Bảng kiểm quan sát dành cho giáo viên - Mục đích: Bảng kiểm quan sát là công cụ giúp GV quan sát có chủ đích các tiêu chí của NL GQVĐ thông qua các hoạt động học tập, thái độ, hành vi của HS từ đó có những điều chỉnh thích hợp để giúp HS tiến bộ. - Yêu cầu: Bảng kiểm quan sát phải rõ ràng, cụ thể, bám sát vào các tiêu chí của NL GQVĐ. - Quy trình thiết kế: + Bước 1: Xác định đối tượng, thời điểm và mục tiêu quan sát. + Bước 2: Xây dựng các tiêu chí quan sát và các mức độ đánh giá phù hợp. + Bước 3: Hoàn thiện các tiêu chí và mức độ đánh giá phù hợp. 2.2.2.2. Phiếu hỏi học sinh tự đánh giá mức độ của năng lực GQVĐ - Mục đích: Dùng để HS tự đánh giá NL GQVĐ của bản thân sau khi GV tiến hành TNSP. - Yêu cầu: Phiếu hỏi gồm các câu hỏi rõ ràng, cụ thể, chi tiết, bám sát vào các tiêu chí của NL GQVĐ. - Quy trình thiết kế: + Bước 1. Xác định đối tượng, mục tiêu, thời điểm phỏng vấn hoặc hỏi. + Bước 2. Xác định các tiêu chí của NL GQVĐ và các mức độ đánh giá cho mỗi tiêu chí, từ đó thiết kế các câu hỏi và phương án lựa chọn cho phù hợp. + Bước 3. Sắp xếp và hoàn thiện các câu hỏi. 2.2.2.3. Các đề kiểm tra đánh giá học sinh Chúng tôi căn cứ vào yêu cầu về chuẩn kiến thức kĩ năng, yêu cầu về thực hiện CT, nhu cầu đánh giá sự phát triển NL GQVĐ của HS đã biên soạn các đề kiểm tra, đánh giá HS. Các đề kiểm tra có sử dụng một số BTNT (phần TL) và được trình bày ở biện pháp 3 chính văn luận án, ở phụ lục 3 của luận án. 2.3. Xây dựng hệ thống bài toán nhận thức Hóa học phần phi kim theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trung học phổ thông 2.3.1. Quy trình xây dựng bài toán nhận thức theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề Trên cơ sở nguyên tắc xây dựng BTNT, quy trình xây dựng BTNT ở chương 1, những đặc điểm của BTNT, kết hợp thực tiễn chúng tôi đề xuất bổ sung quy trình chung xây dựng BTNT trong dạy học Hoá học thành 4 bước như sau: Bước 1. Lựa chọn nội dung BTNT. Xác định tri thức mà HS đã biết, khả năng nhận thức của HS và tri thức cần hình thành trong BTNT - Xác định các kiến thức, kỹ năng cần hình thành - Xác định tri thức HS đã biết. - Xác định khả năng nhận thức chung của tập thể HS - Xác định tri thức mới cần hình thành cho HS để xây dựng lên BTNT. Bước 2. Xây dựng (hoặc xác định) mâu thuẫn nhận thức cơ bản, đảm bảo vừa sức giải quyết đối với HS.
12 Bước 3. Xây dựng BTNT Chọn các dữ kiện xuất phát (từ những kiến thức HS đã biết, từ hình ảnh, tranh vẽ, ThN, từ SGK,..) phù hợp với trình độ HS để tạo mâu thuẫn trong nhận thức với (cái chưa biết) yêu cầu đặt ra của BTNT. Bước 4. Kiểm tra lại tính chính xác, khoa học, theo các tiêu chí của BTNT (Nếu làm tốt 3 bước trên thì phần này sẽ tự được hoàn thiện). Sau đó tiến hành thử nghiệm, xin ý kiến chuyên gia. Trên cơ sở các nguyên tắc và quy trình xây dựng BTNT đã nêu ra ở trên, chúng tôi tiến hành phân tích một số ví dụ về quy trình xây dựng BTNT như sau: Ví dụ 1: So sánh khả năng hoạt động hóa học của clo và oxi Bước 1. Xác định tri thức mà HS đã biết và tri thức cần hình thành trong BTNT – Kiến thức HS đã biết: + Khí clo, oxi đều có tính oxi hóa mạnh + Tính oxi hóa phụ thuộc khả năng nhận e của nguyên tố (khả năng nhận e đánh giá qua độ âm điện) – Kiến thức mới cần hình thành + Tính oxi hóa của các đơn chất ngoài phụ thuộc khả năng nhận e của nguyên tố còn phụ thuộc liên kết trong đơn chất. Bước 2. Xác định mâu thuẫn nhận thức HS đã biết độ âm điện của Cl (3,16) < O (3,44), nhưng khi cho Cl2 tác dụng Fe thu được FeCl3, trong khi cho Fe tác dụng oxi thì thu được Fe3O4. Bước 3. Xây dựng BTNT Viết các PTHH của phản ứng Fe với Cl2 và với O2. Chỉ ra những yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành sản phẩm của các phản ứng và rút ra khả năng hoạt động hóa học của Cl 2 và O2 . Ví dụ 2: Tính oxi hóa mạnh của HNO3 trong phản ứng hóa học Bước 1. Xác định kiến thức mà HS đã biết và kiến thức cần hình thành trong BTNT - Lựa chọn nội dung: Kiến thức về tính chất của HNO3. - Kiến thức HS đã biết: + Kim loại tác dụng với axit tạo sản phẩm muối và khí H2, kim loại sau hiđro không tác dụng với dung dịch axit. + Oxit của kim loại tác dụng dung dịch axit tạo sản phẩm muối và nước. + Dung dịch bazơ tác dung dịch muối tạo ra muối mới và bazơ mới. – Kiến thức mới cần hình thành + Kim loại đứng sau Hiđro trong dãy điện hóa vẫn bị oxi hóa bởi HNO3, do tính oxi hóa mạnh của HNO3. + Oxit kim loại chưa đạt mức oxi hóa cao nhất của kim loại sẽ bị oxi hóa bởi HNO 3 tạo ra muối với hóa trị cao nhất của kim loại và sản phẩm khử tương ứng. PTHH: Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2  + 2H2O
13 Cu2O + 6HNO3 → 2Cu(NO3)2 + 2NO2  + 3H2O Bước 2. Xác định mâu thuẫn nhận thức + Kim loại sau H vẫn tác dụng được với dung dịch axit? Khí sinh ra không phải H2 mà là NO2. + Oxit kim loại tác dụng với dung dịch axit không chỉ tạo muối, nước mà còn có khí sinh ra. Bước 3. Xây dựng BTNT Dự đoán hiện tượng xảy ra khi thực hiện ThN cho Cu vào dung dịch HNO3 đặc ? và cho Cu2O vào dung dịch HNO3 đặc? Quan sát 2 ThN: ThN1 Cho Cu vào dung dịch HNO3 đặc; ThN2 cho Cu2O vào dung dịch HNO3 đặc. Viết PTHH giải thích hiện tượng ThN và rút ra kết luận gì về HNO3 ? 2.3.2. Hệ thống bài toán nhận thức phần Hóa học phi kim phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 2.3.2.1. Hệ thống bài toán nhận thức phần Hóa học phi kim - Dựa theo quy trình xây dựng BTNT đã nêu ở trên, chúng tôi đã phân tích và xây dựng được 59 BTNT khác nhau. Các BTNT được xây dựng tương ứng với từng chương trong SGK: Lớp 10. Chương Nhóm Halogen: 13 bài; Chương Oxi – Lưu huỳnh: 17 bài; Lớp 11. Chương Nitơ – Photpho: 16 bài; Chương Cacbon- Silic: 13 bài. Hệ thống BTNT này được sắp xếp theo lớp và theo cấu trúc của chương trình. 2.3.2.2. Phân tích các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề thông qua bài toán nhận thức - Căn cứ vào cấu trúc NL GQVĐ, bảng mô tả các tiêu chí, chỉ báo mức độ đánh giá NL GQVĐ vàdựa vào đặc điểm của BTNT. - Để tiện cho việc phân tích các NL thành phần với các tiêu chí của NL GQVĐ, chúng tôi thống nhất quy ước mã hóa các NL thành phần và các tiêu chí của NL GQVĐ như sau: + a; b; c; d lần lượt là 4 NL thành phần; + Các tiêu chí được đánh số thứ tự lần lượt từ 1, 2 … đến 10. Như vậy: a) (TC 1; 2; 3; 4) b) ( TC 5; 6) c) (TC 7; 8) d) (TC9; 10). - Chúng tôi phân tích 30 BTNT đã được xây dựng ở trên dựa theo các biểu hiện của NL GQVĐ. Ví dụ minh họa: BTNT 2: Nước Gia-ven và nước clo đều có tính tẩy màu, diệt khuẩn giống nhau, nhưng nếu khử khuẩn trong nước sinh hoạt hoặc nước trong bể bơi thì người ta chỉ dùng nước clo mà không dùng nước Gia-ven. Tẩy rửa nhà vệ sinh người ta lại chỉ dùng nước Gia- ven mà không dùng nước clo. Tại sao ? Có nên đựng nước clo hoặc nước Gia-ven trong các dụng cụ bằng kim loại hay không? Có nên dung nước clo để tẩy trắng quần áo hay không? Phân tích các biểu hiện của NL GQVĐ thông qua BTNT
14 a. Tìm hiểu vấn đề của BTNT (TC1;2) - Dữ kiện ban đầu của BT: Nước clo gồm có Cl2, HCl, HClO, nước Gia-ven có chứa NaCl, NaClO. - Dữ kiện trung gian: + Nước clo và nước Gia-ven đều có thành phần chung là các ion clorua và ion hipoclorit. + Ion hipoclorit tương ứng với axit HClO là 1 axit yếu, nên ion này tồn tại cân bằng thuỷ phân tạo ra axit HClO. - Yêu cầu của BTNT: Giải thích tính tẩy màu của HClO. - Phát biểu vấn đề: Nêu thành phần hóa học của nước clo và nước Gia-ven. Trong đó, ion nào gây nên tính tẩy màu ? * Tìm hiểu vấn đề của BTNT (TC 3;4) - Lựa chọn, sắp xếp các dữ kiện đã cho liên hệ với kiến thức đã học có liên quan để giải thích các dữ kiện: HS xác định và giải thích các thông tin, dữ kiện ban đầu đã cho: Dữ kiện 1: Nước clo có chứa HCl, HClO, Cl2. Dữ kiện 2: Nước Gia-ven có chứa NaCl, NaClO. Dữ kiện 3: Cả nước clo và nước Gia-ven đều có tính tẩy màu. - Tìm ra mối liên hệ giữa các dữ kiện của BTNT; đề xuất giả thuyết dựa vào các dữ kiện trung gian: Ta giải BTNT từ suy luận lý thuyết, bằng cách đề xuất các PTHH theo thứ tự các dữ kiện 1, 2, 3 ở trên. b. Đề xuất phương án GQVĐ (TC 5; 6) và c. Thực hiện GQVĐ (TC 7; 8) - Xác định cách thức, quy trình, đề xuất phương án giải quyết; Lập kế hoạch và thực hiện việc GQVĐ. Giải thích và viết các PTHH: + Nước clo chứa HClO và nước Gia-ven có chứa ion ⎯⎯ → HCl + HClO ; ClO-, trong dung dịch ion ClO- bị thuỷ phân tạo thành HClO. Cl2 + H2O ⎯ ⎯ ⎯⎯ → OH- + HClO ClO- + H2O ⎯ ⎯ + Trong không khí có nhiều khí CO2, một lượng khí này bị hòa tan làm chuyển dịch cân bằng tạo ra axit HClO. ⎯⎯ → NaHCO3 + HClO NaClO + CO2 + H2O ⎯ ⎯ + Axit HClO có chứa Cl+1 dễ nhận electron, thể hiện tính oxi hoá mạnh: Cl+1 + 2e → Cl-1 + Các chất oxi hóa mạnh có tính tẩy trắng, nên nước clo và nước Gia-ven đều có tính tẩy màu. d. Đánh giá kết quả và rút ra kết luận (TC 9; 10) Phương án GQVĐ trên đã giải thích được các dữ kiện của BTNT ; Qua BTNT này nhấn mạnh được bản chất tính oxi hoá mạnh của axit HClO. BTNT 41: Nitơ, photpho đều thuộc nhóm VA, nguyên tử N có độ âm điện lớn hơn nguyên tử P, nhưng photpho dễ cháy trong oxi, còn nitơ chỉ phản ứng với oxi trong điều kiện nhiệt độ rất cao (3000 0C) hoặc có tia lửa điện. Giải thích tại sao ?
15 Phân tích các biểu hiện của NL GQVĐ thông qua BTNT a) Tìm hiểu vấn đề của BTNT (TC 1, 2) - Dữ kiện ban đầu của BT: N, P đều thuộc nhóm VA, 2 nguyên tố này có khả năng phản ứng với oxi rất khác nhau. - Dữ kiện trung gian: + Nguyên tố nhóm VA đều có cấu trúc electron lớp ngoài là ns2np3, dễ nhận thêm 3 e, thể hiện tính oxi hóa. + N có độ âm điện 3,04; P có độ âm điện 2,19. Nhưng photpho dễ cháy trong không khí, còn nitơ chỉ phản ứng với oxi trong điều kiện nhiệt độ rất cao. - Yêu cầu của BTNT: Giải thích sự mâu thuẫn giữa độ âm điện và khả năng thể hiện tính phi kim. - Phát biểu vấn đề: Tại sao N có độ âm điện lớn hơn P, nhưng N2 có khả năng hoạt động hóa học rất kém so với P? Tìm hiểu vấn đề của BTNT (TC 3, 4) - Lựa chọn, sắp xếp các dữ kiện đã cho liên hệ với kiến thức đã học có liên quan để giải thích các dữ kiện: HS xác định và giải thích các thông tin, dữ kiện ban đầu đã cho: Dữ kiện 1: Cả N, P đều thuộc nhóm VA, đều có 5e lớp ngoài, dễ nhận thêm 3 e, thể hiện tính oxi hóa. Dữ kiện 2: N2 trơ ở điều kiện thường, phản ứng với oxi trong điều kiện 30000C, P dễ cháy trong không khí tạo thành P2O5. Dữ kiện 3: Phân tử N2 có 1 liên kết ba bền vững, trong phân tử photpho chỉ có các liên kết đơn P – P kém bền hơn. - Tìm ra mối liên hệ giữa các dữ kiện của BTNT; đề xuất giả thuyết dựa vào các dữ kiện trung gian: Ta giải BTNT từ suy luận lý thuyết, bằng cách đề xuất các PTHH theo thứ tự các dữ kiện 1, 2, 3 ở trên. - Xác định cách thức, quy trình, đề xuất phương án giải quyết: Xác định liên hệ tính phi kim (tính oxi hóa) và độ âm điện của nguyên tố, liên kết hóa học trong phân tử các chất; từ mối liên hệ đó vận dụng giải thích mâu thuẫn của bài toán. b) Đề xuất phương án GQVĐ (TC 5; 6) và c. Thực hiện GQVĐ (TC 7; 8) Giải thích và viết các PTHH: + N, P đều có cấu trúc lớp electron ngoài cùng là ns2np3, có xu hướng nhận thêm 3 electron và thể hiện tính phi kim. + Phân tử N2 có chứa 1 liên kết ba bền vững (gồm 2 liên kết π và 1 liên kết ϭ), liên kết trong phân tử photpho đỏ hay photpho trắng điều là các liên kết đơn (liên kết ϭ), năng lượng của liên kết ba trong phân tử N 2 (942 kJ/mol) lớn hơn nhiều năng lượng của ba liên kết đơn P-P xung quanh 1 nguyên tử P (năng lượng liên kết đơn P-P là 200 kJ/mol). + Năng lượng để phá vỡ liên kết ba bền vững lớn hơn nhiều so với liên kết đơn, nên điều kiện phản ứng của N2 cần ở nhiệt độ rất cao (tia lửa điện). ⎯⎯ + Khi có tia lửa điện: N2 + O2 ⎯→ 2NO ⎯ o t + Khi đốt cháy photpho: 4P + 5O2 ⎯⎯ → 2P2O5 d) Đánh giá kết quả GQVĐ và rút ra kết luận (TC 9; 10) Phương án GQVĐ trên đã giải thích được các dữ kiện của BTNT ; Qua BTNT này nhấn mạnh được tính trơ về mặt hóa học của N2 ở điều kiện thường, phản ứng của nitơ chỉ
16 xảy ra khi có điều kiện nhiệt độ cao, khả năng hoạt đông hóa học của một phi kim phụ thuộc vào độ âm điện của nguyên tố và liên kết hóa học trong phân tử phi kim đó. 2.4. Biện pháp sử dụng hệ thống bài toán nhận thức trong dạy học Hoá học để phát triển năng lực giải quyết vấn đề 2.4.1. Cơ sở của biện pháp sử dụng bài toán nhận thức để phát triển năng lực giải quyết vấn đề - Căn cứ vào đặc điểm của dạng bài hình thành kiến thức mới, luyện tập, ôn tập và đặc điểm về nội dung cũng như PPDH phần Hóa học phi kim. - Căn cứ vào bản chất của BTNT (như đã trình bày ở trên) - Dạng bài luyện tập, ôn tập có vai trò quan trọng trong việc hệ thống hóa các kiến thức cơ bản mà HS đã được thu nhận qua một số bài học. Việc thiết lập mối liên hệ giữa các kiến thức, kĩ năng trong các bài luyện tập, ôn tập, củng cố các kiến thức giúp cho HS có phương pháp nhận thức hệ thống, phát triển kiến thức và rèn luyện kĩ năng tư duy hóa học. 2.4.2. Biện pháp 1: Sử dụng hệ thống bài toán nhận thức phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong các giờ hình thành kiến thức mới 2.4.2.1. Cơ sở để thiết kế kế hoạch bài học 2.4.2.2. Thiết kế kế hoạch bài học có sử dụng bài toán nhận thức nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề 2.4.3. Biện pháp 2: Sử dụng hệ thống bài toán nhận thức phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong các giờ củng cố, luyện tập 2.4.3.1. Thiết kế kế hoạch bài học có sử dụng bài toán nhận thức nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề 2.4.3.2. Thiết kế kế hoạch bài học có sử dụng bài toán nhận thức nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề 2.4.4. Biện pháp 3: Sử dụng hệ thống bài toán nhận thức trong kiểm tra, đánh giá nhằm đánh giá năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh 2.4.4.1. Cơ sở của biện pháp 2.4.4.2. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề thông qua bài toán nhận thức 2.4.4.3. Thiết kế bài kiểm tra có sử dụng bài toán nhận thức nhằm đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong kiểm tra, đánh giá 2.5. Thiết kế kế hoạch bài học (giáo án) có sử dụng hệ thống bài toán nhận thức trong dạy học - Căn cứ vào mục tiêu bài học (chuẩn kiến thức và kĩ năng) để xác định mục tiêu; Căn cứ vào nội dung của bài học cần nghiên cứu, tham khảo sách giáo khoa, sách tham khảo, các nguồn tài liệu khác để hiểu sâu sắc nội dung của chủ đề/bài học. Suy nghĩ, lựa chọn BTNT, phương pháp sử dụng BTNT, khai thác kiến thức một cách hợp lí sáng tạo; Căn cứ vào đặc điểm của từng kiểu/dạng bài học; Căn cứ vào các điều kiện cơ sở vật chất, tình hình thực tiễn của nhà trường và đối tượng HS để lựa chọn các hình thức tổ chức dạy học, các PPDH và kĩ thuật dạy học phù hợp nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS. Chúng tôi đã thiết kế 08 kế hoạch bài dạy: Bài 23: Hiđro clorua. Axit clohidric và muối clorua; Bài 26: Luyện tập nhóm Halogen (Tiết 2); Bài 32: Hiđro sunfua - Lưu huỳnh đioxxit - Lưu huỳnh trioxit (tiết 2); Bài 33: Axit sunfuric. Muối sunfat (tiết 1); Bài 13: Luyện tập: Tính chất nitơ, photpho và các hợp chất; Tiết 22: Kiểm tra 45 phút (Chương Nitơ – photpho); Bài 16: Hợp chất của cacbon; Bài 19: Luyện tập về cacbon và hợp chất của cacbon (tiết 1).
17 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm đánh giá tính đúng đắn, sự cần thiết, ý nghĩa khoa học của đề tài; đánh giá chất lượng, tính khả thi và hiệu quả của hệ thống BTNT đã xây dựng và các biện pháp nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS THPT; đánh giá sự phát triển NL GQVĐ của HS thông qua các biện pháp sử dụng hệ thống BTNT phần Hóa học phi kim ở trường THPT. 3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm Các nhiệm vụ TNSP gồm: Thiết kế hoạch dạy học; thiết kế bộ công cụ đánh giá NL GQVĐ gồm: Bảng kiểm quan sát (Dành cho GV); Phiếu tự đánh giá của HS; Phiếu xin ý kiến chuyên gia về hệ thống BTNT; Xây dựng đề kiểm tra; Lựa chọn đối tượng và địa bàn TNSP; Xác định nội dung và PP TNSP; Lập kế hoạch và tiến hành TNSP; các vòng gồm: TN thăm dò, rút kinh nghiệm và điều chỉnh từ đó tiếp tục tiến hành TNSP vòng 1, vòng 2; Thu thập và xử lí kết quả TNSP (định tính, định lượng), rút ra kết luận. 3.2. Nội dung thực nghiệm và phương pháp tiến hành thực nghiệm 3.2.1. Nội dung thực nghiệm sư phạm Nội dung TNSP gồm: Tổ chức dạy học TNSP đối với 08 KHDH đã xây dựng; đánh giá sự phát triển NL GQVĐ của HS thông qua tổ chức dạy học sử dụng BTNT phần Hóa học phi kim THPT. 3.2.2. Chọn đối tượng, địa bàn thực nghiệm - Tiến hành TNSP trên HS lớp 10, lớp 11 ở một số trường THPT trên địa bàn TN; Ở mỗi trường TN, chúng tôi tiến hành lựa chọn một cặp lớp TN - ĐC cùng khối tương đương nhau về trình độ học tập, khả năng nhận thức, sĩ số và cùng GV dạy học. - Địa bàn TNSP: Tổng 09 trường thực nghiệm sư phạm tại 05 tỉnh, thành phố: Hà Nội, Bắc Ninh, Thanh Hoá, Đồng Nai, An Giang. 3.2.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 3.2.3.1. Kế hoạch thực nghiệm: - Vòng TN thăm dò với mục đích: Đánh giá chất lượng và điều chỉnh hệ thống BTNT; Xin ý kiến chuyên gia (chuyên viên các Sở GDĐT) và GV THPT về các tiêu chí đánh giá NL GQVĐ thông qua hệ thống BTNT; Bước đầu xem xét tính khả thi của bộ công cụ để đánh giá NL GQVĐ. - Thực nghiệm chính thức vòng 1 và vòng 2 với mục đích: + Đánh giá sự phát triển NL GQVĐ thông qua hệ thống BTNT; + Đánh giá kết quả thực hiện mục tiêu theo chuẩn kiến thức và kĩ năng. 3.2.3.2. Cách tiến hành thực nghiệm được triển khai theo các bước sau: Bước 1: Trao đổi với GV tham gia dạy học TN về nội dung, PP, thời gian và cách thức tiến hành TN Bước 2: Tiến hành dạy học ở các lớp TN và ĐC. Sau mối tiết học có sự trao đổi với
18 GV và HS để rút kinh nghiệm, có sự điều chỉnh, bổ sung nội dung kế hoạch tổ chức DH. Bước 3: Khảo sát kết quả TNSP, trước và sau khi dạy TN xong, tiến hành kiểm tra 15 phút, 45 phút theo đề đã được xây dựng. Ngoài bài kiểm tra có sử dụng phối hợp với các công cụ khác đánh giá NL GQVĐ của HS thông qua hệ thống BTNT đã xây dựng. 3.2.3.3. Lựa chọn phương pháp thu thập số liệu và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm Để thu thập số liệu, đánh giá kết quả TNSP, chúng tôi tiến hành các bước sau: Bước 1: Chọn thiết kế nghiên cứu; Bước 2: Đo lường và thu thập dữ liệu; Bước 3: Phân tích dữ liệu. 3.3. Đánh giá chất lượng hệ thống bài toán nhận thức Chúng tôi có xin ý kiến của 5 chuyên viên môn Hóa học ở một số Sở GDĐT, 20 GV dạy môn Hóa học ở một số trường THPT, 10 giảng viên đại học để xin nhận xét góp ý về chất lượng của hệ thống BTNT. Nhìn chung, các chuyên gia đánh giá hệ thống BTNT là cần thiết có mức độ phù hợp, hợp lý về cấu trúc và có tính khả thi cao; Đảm bảo được tính khoa học và thực tiễn. Qua việc đây, chúng tôi nhận thấy cần có sự chỉnh sửa hệ thống BTNT cho phù hợp hơn. 3.4. Triển khai thực nghiệm sư phạm Chúng tôi tiến hành triển khai TNSP ở 3 vòng thực nghiệm: TNSP vòng thăm dò tại 03 trường THPT gồm 03 lớp TN và 03 lớp ĐC; Vòng 1 tại 09 trường THPT gồm 09 lớp TN và 09 lớp ĐC; Vòng 2 tại 09 trường THPT gồm 09 lớp TN và 09 lớp ĐC. 3.4.1. Thực nghiệm sư phạm thăm dò Để đánh giá kết quả dạy TN vòng thăm dò, chúng tôi dùng bộ công cụ đánh giá NL GQVĐ đã đề xuất và tổ chức tiến hành cho HS làm bài kiểm tra. Kết quả GV đánh giá NL GQVĐ thông qua bảng kiểm quan sát, chúng tôi tính được điểm TB lớp 10 (TN: 2,81; ĐC: 2,51) Lớp 11 (TN: 2,84; ĐC: 2,52) cho thấy việc tiến hành TN bước đầu NL GQVĐ của HS có sự thay đổi nhưng không đáng kể. Điều đó cho thấy việc sử dụng BTNT trong dạy học có góp phần phát triển NL GQVĐ. Giá trị quy mô ảnh hưởng của các bài kiểm tra ở lớp 10 vòng thăm dò có ES = 0,67; ở lớp 11 vòng thăm dò có ES=0,53. Chứng tỏ ảnh hưởng của tác động ở mức TB. 3.4.2. Thực nghiệm sư phạm vòng chính thức 3.4.2.1. Thực nghiệm sư phạm vòng 1 TNSP vòng 1 với hệ thống BTNT gồm 59 bài thuộc các chương 5, 6 phần hoá học phi kim lớp 10, chương 2, 3 phần hóa học phi kim lớp 11 và KHBH 08 bài học mà chúng tôi soạn, các GV đã tiến hành TNSP vòng 1. 3.4.2.2. Thực nghiệm sư phạm vòng 2 Sau khi thực nghiệm lần 1, chúng tôi tiến hành phân tích các dữ liệu thực nghiệm, rút kinh nghiệm và tiếp tục chỉnh sửa thêm một lần nữa nội dung các BTNT cho phù hợp với khả năng nhận thức của HS, để tạo được tình huống chứa vấn đề sâu sắc hơn với HS, để đạt hiệu quả giảng dạy cao hơn ở đợt TNSP lần 2.