Luận văn Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn phần hóa học vô cơ lớp 11 để phát triển năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 VŨ XUÂN QUÝ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC TIẾN PHẦN HÓA HỌC VÔ CƠ LỚP 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC CHO HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI, 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 VŨ XUÂN QUÝ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC TIẾN PHẦN HÓA HỌC VÔ CƠ LỚP 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC CHO HỌC SINH Chuyên ngành: LL & PPDH hóa học Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thị Kim Thành HÀ NỘI - 2017 LỜI CẢM ƠN Với những tình cảm chân thành, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến: - Ban Giám hiệu trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2, phòng Sau đại học, khoa Hóa học, quý thầy, cô đã tận tình giảng dạy và tạo mọi điều kiện thuận lợi để các học viên học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa học. - TS. Nguyễn Thị Kim Thành dành nhiều thời gian hƣớng dẫn tận tình, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn. - Quý Thầy Cô và các em học sinh tại các trƣờng THPT Bất Bạt, Ba Vì, Quảng Oai đã tạo điều kiện, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực nghiệm. - Gia đình, ngƣời thân, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn ủng hộ, động viên để tác giả hoàn thành luận văn. Hà Nội, tháng 11 năm 2017 Tác giả luận văn Vũ Xuân Quý MỤC LỤC MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................. 1 2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu ................................................................................. 2 3. Mục đích nghiên cứu .......................................................................................... 3 4. Nhiệm vụ nghiên cứu .......................................................................................... 3 5. Đối tƣợng, khách thể và phạm vi nghiên cứu ..................................................... 3 6. Câu hỏi nghiên cứu ............................................................................................. 3 7. Giả thuyết khoa học ............................................................................................ 4 8. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 4 9. Đóng góp mới của luận văn ................................................................................ 4 10. Cấu trúc của luận văn ........................................................................................ 4 Chƣơng 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ................................ 6 1.1. Năng lực và sự phát triển năng lực cho học sinh Trung học phổ thông .......... 6 1.1.1. Khái niệm năng lực................................................................................... 6 1.1.2. Các loại năng lực và cấu trúc của năng lực ............................................ 7 1.1.3. Các phương pháp đánh giá năng lực ....................................................... 8 1.2. Dạy học phát triển năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh ........................ 9 1.2.1. Khái niệm năng lực vận dụng kiến thức ................................................... 9 1.2.2. Những biểu hiện của năng lực vận dụng kiến thức .................................. 9 1.2.3. Vai trò đặc biệt quan trọng của việc vận dụng kiến thức ......................... 9 1.2.4. Các nguyên tắc rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh trong dạy học hóa học .............................................................................. 11 1.2.5. Biện pháp rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức ................................. 12 1.2.6. Cách kiểm tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh ..... 12 1.3. Một số PPDH tích cực cần đƣợc phát triển ở trƣờng phổ thông ................... 13 1.3.1. Dạy học theo góc .................................................................................... 13 1.3.2. Dạy học theo nhóm nhỏ .......................................................................... 14 1.4. Bài tập hóa học và bài tập hóa học thực tiễn ................................................. 16 1.4.1. Khái niệm bài tập hóa học ...................................................................... 16 1.4.2. Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học .................................................. 17 1.4.3. Bài tập hóa học thực tiễn ........................................................................ 17 1.5. Thực trạng việc sử dụng bài tập hóa học và phát triển năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh trong quá trình dạy học hóa học .............................. 20 1.5.1. Điều tra thực trạng việc sử dụng bài tập hóa học và phát triển năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh ở trường THPT Bất Bạt - Ba Vì - Hà Nội ........................................................................................................ 20 1.5.2. Kết quả điều tra ...................................................................................... 20 1.5.3. Đánh giá kết quả điều tra ....................................................................... 27 Tiểu kết chƣơng 1 ................................................................................................. 30 Chƣơng 2. SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC TIỄN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC PHẦN HÓA HỌC VÔ CƠ LỚP 11 ............................................. 31 2.1. Phân tích nội dung, cấu trúc chƣơng trình phần Hóa học vô cơ 11 ở trƣờng THPT ......................................................................................................... 31 2.1.1. Mục tiêu chương trình phần phần Hóa học vô cơ lớp 11 ở trường THPT ................................................................................................................ 31 2.1.2. Cấu trúc chương trình phần Hóa học vô cơ lớp 11 ............................... 33 2.1.3. Một số điểm cần chú ý về nội dung và phương pháp dạy học phần Hóa học vô cơ lớp 11 ........................................................................................ 34 2.2. Nguyên tắc tuyển chọn và quy trình xây dựng hệ thống bài tập thực tiễn để phát triển NLVDKT cho học sinh THPT ......................................................... 34 2.2.1. Nguyên tắc tuyển chọn và xây dựng bài tập thực tiễn để phát triển NLVDKT cho học sinh THPT ........................................................................... 34 2.2.2. Quy trình xây dựng bài tập thực tiễn để phát triển NL vận dụng kiến thức cho học sinh THPT ................................................................................... 35 2.3. Hệ thống bài tập thực tiễn phần Hóa học vô cơ lớp 11 để phát triển năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh THPT ................................................. 36 2.3.1. Hệ thống bài tập thực tiễn chương “Nitơ- Photpho” - Hóa học 11 ...... 36 2.3.2. Hệ thống bài tập thực tiễn chương “Cacbon- Silic” - Hóa học 11 ........ 44 2.4. Một số biện pháp sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn nhằm phát triển NL vận dụng kiến thức cho học sinh THPT ......................................................... 51 2.4.1. Phát triển năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh thông qua sử dụng bài tập thực tiễn trong bài dạy nghiên cứu kiến thức mới theo hướng dạy học tích cực .............................................................................................................. 51 2.4.2. Phát triển NLVDKT cho học sinh thông qua sử dụng bài tập thực tiễn trong các giờ ôn tập, luyện tập theo hướng dạy học tích cực ................... 53 2.4.3. Phát triển năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh thông qua sử dụng bài tập thực tiễn qua các hoạt động ngoại khóa ..................................... 55 2.5. Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức ........................ 55 2.5.1. Các thành tố và tiêu chí của năng lực vận dụng kiến thức của học sinh .................................................................................................................... 55 2.5.2. Xây dựng bộ công cụ đánh giá NLVDKT của học sinh ........................... 60 2.6. Một số kế hoạch bài học(giáo án) minh họa .................................................. 64 2.6.1. Kế hoạch bài học nghiên cứu kiến thức mới .......................................... 64 2.6.2. Kế hoạch bài học luyện tập, ôn tập ........................................................ 78 2.6.3. Kế hoạch ngoại khóa .............................................................................. 84 Tiểu kết chƣơng 2 ................................................................................................. 94 Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .................................................................. 95 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm ................................................ 95 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm(TNSP) .................................................. 95 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm ..................................................................... 95 3.2. Tiến trình thực nghiệm sƣ phạm .................................................................... 95 3.2.1. Nội dung thực nghiệm sư phạm .............................................................. 95 3.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ....................................................... 96 3.3. Kết quả và đánh giá thực nghiệm sƣ phạm .................................................... 97 3.3.1. Xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm......................................................... 97 3.3.2. Kết quả đánh giá qua bộ công cụ đo NLVDKT .................................... 107 3.3.3. Kết quả thăm dò giáo viên về hệ thống bài tập tuyển chọn và xây dựng ................................................................................................................ 108 3.3.4. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm .............................................. 110 Tiểu kết chƣơng 3 ............................................................................................... 112 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 116 PHỤ LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN BTHH Bài tập hóa học DHHH Dạy học hóa học GQVĐ Giải quyết vấn đề GV Giáo viên HS Học sinh NL Năng lực PP Phƣơng pháp PPDH Phƣơng pháp dạy học PTHH Phƣơng trình hóa học SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông TNSP Thực nghiệm sƣ phạm VDKT Vận dụng kiến thức DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Các tiêu chí và mức độ đánh giá NLVDKT ................................... 56 Bảng 3.1. Kết quả bài thi khảo sát chất lƣợng đầu năm của nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm ........................................................... 98 Bảng 3.2. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra số 1 của trƣờng THPT Quảng Oai ............................................. 99 Bảng 3.3. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra số 1 của trƣờng THPT Bất Bạt ................................................ 100 Bảng 3.4. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra số 1 của trƣờng THPT Ba Vì ................................................... 101 Bảng 3.5. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra số 2 của trƣờng THPT Quảng Oai ........................................... 102 Bảng 3.6. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra số 2 của trƣờng THPT Bất Bạt ................................................ 103 Bảng 3.7. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra số 2 của trƣờng THPT Ba Vì ................................................... 104 Bảng 3.8. Bảng tổng hợp điểm các bài kiểm tra của HS .............................. 105 Bảng 3.9. Bảng phân loại kết quả học tập của HS qua các bài kiểm tra ...... 105 Bảng 3.10. Bảng tổng hợp các giá trị tham số đặc trƣng .............................. 106 Bảng 3.11. Bảng tổng hợp kết quả đánh giá NLVDKT hóa học của HS (GV đánh giá - HS tự đánh giá) .................................................... 107 Bảng 3.12: Ý kiến của GV về hệ thống bài tập thực tiễn nhằm phát triển năng lực VDKT cho HS ................................................................ 108 Bảng 3.13. Ý kiến của HS về giờ học có sử dụng BTHH để phát triển NLVDKT hóa học ......................................................................... 109 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1. Đồ thị đƣờng lũy tích bài kiểm tra số 1 (THPT Quảng Oai) ............ 100 Hình 3.2. Đồ thị đƣờng lũy tích bài kiểm tra số 1 (THPT Bất Bạt) ................. 101 Hình 3.3. Đồ thị đƣờng lũy tích bài kiểm tra số 1 (THPT Ba Vì) .................... 102 Hình 3.4. Đồ thị đƣờng lũy tích bài kiểm tra số 2 (THPT Quảng Oai) .............. 103 Hình 3.5. Đồ thị đƣờng lũy tích bài kiểm tra số 2 (THPT Bất Bạt) ................. 104 Hình 3.6. Đồ thị đƣờng lũy tích bài kiểm tra số 2 (THPT Ba Vì) .................... 105 Hình 3.7. Biểu đồ phân loại kết quả học tập của HS (bài kiểm tra số 1) .......... 106 Hình 3.8. Biểu đồ phân loại kết quả học tập của HS (bài kiểm tra số 2) .......... 106 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Định hƣớng chung về đổi mới phƣơng pháp dạy học(PPDH) đƣợc thể chế hóa trong Luật Giáo dục là phƣơng pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo, tự học, kỹ năng vận dụng vào thực tiễn, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, tạo đƣợc hứng thú học tập cho học sinh(HS), tận dụng đƣợc công nghệ mới nhất, khắc phục lối dạy truyền thống truyền thụ một chiều thông báo các kiến thức có sẵn. Là một môn khoa học vừa lý thuyết, vừa thực nghiệm, hóa học có rất nhiều khả năng trong việc phát triển những năng lực nhận thức cho HS. Nó cung cấp cho họ những tri thức khoa học phổ thông, cơ bản về các chất, sự biến đổi các chất, mối liên hệ qua lại giữa công nghệ hóa học, môi trƣờng và con ngƣời. Việc vận dụng những kiến thức lý thuyết này vào cuộc sống, việc giải các bài tập có nội dung gắn với thực tiễn sẽ làm phát triển ở các em tính tích cực, tự lập, óc sáng kiến, những hứng thú nhận thức, tinh thần vƣợt khó, tức là những phẩm chất quí báu đối với cuộc sống, lao động sản xuất. Giải bài tập hóa học là lúc HS hoạt động tự lực để củng cố và trau dồi kiến thức hóa học của mình. Bài tập hóa học cung cấp cho HS không chỉ kiến thức, mà còn là con đƣờng để giành lấy kiến thức, niềm vui của sự phát hiện ra kiến thức. Do vậy, bài tập hóa học vừa là mục đích, vừa là nội dung, lại vừa là phƣơng tiện dạy học hiệu nghiệm. Thực tế dạy học cho thấy, bài tập hóa học nói chung có tác dụng giúp HS rèn luyện và phát triển tƣ duy. Thông qua việc giải những bài tập sẽ giúp HS say mê học hỏi, phát triển tƣ duy sáng tạo, năng lực vận dụng kiến thức(VDKT) hóa học để giải quyết vấn đề trong cuộc sống. Đồng thời góp phần thực hiện nguyên lý giáo dục của Đảng ta là: “học đi đôi với hành, giáo dục kết hợp với lao động sản xuất, lý luận gắn liền với thực tiễn”. Tuy nhiên, trong các sách giáo khoa hoá học ở Việt Nam, số lƣợng các bài tập gắn với thực tiễn còn nhiều bất cập chƣa đáp ứng nhu cầu dạy và học môn Hóa học của giáo viên(GV) và HS. 2 Trên quan điểm đó cùng với sự mong muốn xây dựng đƣợc hệ thống bài tập hóa học có chất lƣợng tốt, góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học hóa học phổ thông, phù hợp với việc đổi mới PPDH, chúng tôi đã chọn đề tài “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn phần hóa học vô cơ lớp 11 để phát triển năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh” 2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu Trong quá trình dạy và học môn Hóa học, nếu giáo viên chỉ ra đƣợc sự gần gũi giữa môn học với thực tế cho học sinh thấy thì các em sẽ yêu thích môn Hóa học hơn. Để phần nào đáp ứng nhu cầu đổi mới nội dung, PPDH môn Hóa học phổ thông theo hƣớng gắn với thực tiễn, một số đề tài cũng đã nghiên cứu và bảo vệ luận văn theo hƣớng đề tài này nhƣ: (1) Nguyễn Thị Thu Hằng(2007), Xây dựng, lựa chọn hệ thống bài tập hóa học thực tiễn Trung học phổ thông (phần hóa học hữu cơ), Luận văn thạc sĩ Giáo dục học, Đại học Sƣ phạm Hà Nội. (2) Đặng Thị Thanh Huyền(2015), Tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phần dẫn xuất của hidrocacbon hóa học 11 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh. Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, ĐHSPHN (3) Đỗ Công Mỹ(2005), Xây dựng, lựa chọn hệ thống câu hỏi lý thuyết và bài tập thực tiễn môn hóa học Trung học phổ thông (phần hóa học đại cương và vô cơ), Luận văn thạc sĩ Giáo dục học, Đại học Sƣ phạm Hà Nội.. (4) Trần Thị Phƣơng Thảo(2008), Xây dựng hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan về hóa học có nội dung gắn với thực tiễn, Luận văn thạc sĩ Giáo dục học, Đại học sƣ phạm TP. HCM. . Các đề tài này đã nghiên cứu các vấn đề về bài tập hóa học liên quan đến thực tiễn. Các tác giả đã tuyển chọn và xây dựng đƣợc những bài tập khá hay và độc đáo. Tuy nhiên việc nghiên cứu sâu bài tập hóa học phần vô cơ lớp 11 nhằm phát triển năng lực VDKT còn chƣa đƣợc quan tâm nhiều. Do vậy, đề tài nghiên cứu của tác giả sẽ góp phần phát triển năng lực VDKT hóa học vào thực tiễn, nhờ đó kết quả 3 học tập của HS đƣợc cải thiện. 3. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn phần Hóa học vô cơ 11 nhằm phát triển năng lực VDKT cho HS, qua đó góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học hoá học ở trƣờng trung học phổ thông(THPT). 4. Nhiệm vụ nghiên cứu - Tổng quan cơ sở lý luận của đề tài về những vấn đề năng lực, năng lực vận dụng kiến thức(NLVDKT) và biểu hiện của NL này trong học tập, bài tập hóa học và phát triển NLVDKT qua bài tập hóa học. - Điều tra, đánh giá thực trạng việc dạy học và phát triển NLVDKT cho HS trong quá trình dạy học hóa học tại một số trƣờng THPT hiện nay. - Nghiên cứu nội dung, cấu trúc chƣơng trình, sách giáo khoa(SGK) hóa học ở trƣờng phổ thông, đặc biệt là phần Hóa học vô cơ lớp 11. - Nghiên cứu nguyên tắc, quy trình tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập hoá học gắn với thực tiễn dùng trong dạy học phần Hóa học vô cơ lớp 11. - Nghiên cứu cách sử dụng hệ thống bài tập hoá học(BTHH) gắn với thực tiễn trong dạy học học phần Hóa học vô cơ lớp 11. - Nghiên cứu và thiết kế các tiêu chí, công cụ đánh giá NLVDKT của học sinh. - Thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá phù hợp và khả thi của bài tập đã xây dựng. 5. Đối tƣợng, khách thể và phạm vi nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hoá học 11 ở trƣờng THPT. - Đối tƣợng nghiên cứu: Hệ thống bài tập hóa học phần Hóa học vô cơ lớp 11 và các biện pháp phát triển NLVDKT cho HS thông qua BTHH. - Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tập trung tuyển chọn, xây dựng hệ thống bài tập phần Hóa học vô cơ lớp 11. Việc thực nghiệm sƣ phạm trong năm học 2017- 2018, đƣợc tiến hành ở một số trƣờng THPT Bất Bạt, THPT Ba Vì, THPT Quảng Oai, huyện Ba Vì, Tp. Hà Nội. 6. Câu hỏi nghiên cứu Làm thế nào để xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học gắn với thực tiễn 4 phần Hóa học vô cơ 11 để phát triển NLVDKT cho học sinh? 7. Giả thuyết khoa học Trong quá trình dạy học, nếu GV xây dựng đƣợc hệ thống bài tập hóa học gắn với thực tiễn có hiệu quả tốt thì sẽ giúp HS phát triển NLVDKT đã học vào thực tiễn. khắc sâu kiến thức đã đƣợc học một cách hiệu quả nhất. 8. Phƣơng pháp nghiên cứu Sử dụng phối hợp các phƣơng pháp nghiên cứu sau: 8.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu thu thập tổ