Tài liệu Luận văn biên soạn và sử dụng bài tập tự học phần hóa học đại cương nhằm bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ PHƯỢNG LIÊN BIÊN SOẠN VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TỰ HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ PHƯỢNG LIÊN BIÊN SOẠN VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TỰ HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Hóa học Mã số: 9140111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. CAO CỰ GIÁC 2. PGS.TS. NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG NGHỆ AN - 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi, các kết quả của luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình khoa học nào khác. Tác giả Nguyễn Thị Phượng Liên ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình hoàn thành luận án, tôi đã nhận được sự giúp đỡ vô cùng quý báu của các tập thể và cá nhân. Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS. Cao Cự Giác, PGS.TS. Nguyễn Xuân Trường, những người thầy đã đặt viên gạch đầu tiên cho việc định hướng đề tài và nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng đào tạo Sau đại học, thầy cô Bộ môn Lí luận và Phương pháp dạy học Hóa học – Viện Sư phạm Tự nhiên, Trường Đại học Vinh; Khoa Sư phạm Khoa học Tự nhiên Trường Đại học Sài Gòn đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các giáo viên và các em học sinh tại các trường THPT Dân tộc Nội trú – Đồng Nai; THPT Bàu Hàm –Đồng Nai; THPT Nguyễn Thị Minh Khai – TP Hồ Chí Minh; THPT TP Sa Đéc – Đồng Tháp, THPT Nguyễn Đức Mậu – Nghệ An, THPT Sầm Sơn – Thanh Hóa… đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi tiến hành thực nghiệm đề tài. Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, đồng nghiệp, bạn bè đã động viên, khuyến khích và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Nghệ An, tháng 02 năm 2020 Tác giả Nguyễn Thị Phượng Liên iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 CHỮ VIẾT TẮT BTHH BTTH CTCT CTPT ĐC ĐHSP ĐHQG GV GS HTBT HTBTTH HS NL NLHS NLTH Nxb PGS PPDH PT PTHH PTN SGK STT TC TB THPT ThN TN TNSP TP TS TSKH CHỮ VIẾT ĐẦY ĐỦ Bài tập hóa học Bài tập tự học Công thức cấu tạo Công thức phân tử Đối chứng Đại học sư phạm Đại học quốc gia Giáo viên Giáo sư Hệ thống bài tập Hệ thống bài tập tự học Học sinh Năng lực Năng lực học sinh Năng lực tự học Nhà xuất bản Phó giáo sư Phương pháp dạy học Phổ thông Phương trình hóa học Phòng thí nghiệm Sách giáo khoa Số thứ tự Tiêu chí Trung bình Trung học phổ thông Thí nghiệm Thực nghiệm Thực nghiệm sư phạm Thành phố Tiến sĩ Tiến sĩ khoa học iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG Hình 1.1. Chu trình tự học của HS ................................................................................... 9 Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc NL theo tiếp cận bộ phận ........................................................ 12 Hình 1.3. Các NL chung trong mối tương quan với 4 trụ cột giáo dục của UNESCO ..... 13 Hình 1.4. Các phẩm chất và NL cốt lõi mà HS cần đạt được theo Chương trình ............. 16 Hình 1.5. Vùng phát triển hiện tại và gần của HS theo Vygotsky ................................... 20 Hình 1.6. Diễn giải tiêu chí như đường phát triển NL thực hiện ..................................... 21 Hình 1.7. Sơ đồ các mức độ phát triển NL của Glaser .................................................... 21 Hình 1.8. Tháp học tập trải nghiệm Edgar Dale.............................................................. 23 Hình 1.9. Thang các mức độ nhận thức của Bloom ........................................................ 26 Hình 1.10. Sơ đồ cấu trúc của hệ bài tập ........................................................................ 27 Hình 1.11. Biểu đồ đánh giá của GV và HS về các mức độ của NLTH môn Hóa học ở trường THPT ................................................................................................................. 36 Hình 1.12. Biểu đồ đánh giá của GV và HS về biểu hiện của mức độ "Thu thập và chọn lọc tài liệu" .................................................................................................................... 37 Hình 1.13. Biểu đồ đánh giá của GV và HS về biểu hiện của mức độ "Đọc và hiểu tài liệu" ...................................................................................................................................... 37 Hình 1.14. Biểu đồ đánh giá của GV và HS về biểu hiện của mức độ "Phân tích các dữ kiện từ tài liệu" ...................................................................................................................... 38 Hình 1.15. Biểu đồ đánh giá của GV và HS về biểu hiện của mức độ "Vận dụng các dữ kiện từ tài liệu" .............................................................................................................. 39 Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc chương trình hóa học đại cương ở trường THPT ..................... 46 Hình 2.2. Quy trình xây dựng khung NLTH môn Hóa học thông qua BTTH hóa học .... 48 Hình 2.3. Quy trình đề xuất và áp dụng các biện pháp trong tổ chức dạy học ............... 122 Hình 2.4. Quy trình xây dựng bộ công cụ đánh giá NLTH môn Hóa học ..................... 134 Hình 3.1. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra vòng thăm dò .......................................... 145 Hình 3.2. Biểu đồ kết quả học tập bài kiểm tra vòng thăm dò....................................... 146 Hình 3.3. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra vòng 1 .................................................... 148 Hình 3.4. Biểu đồ kết quả học tập bài kiểm tra vòng 1 ................................................. 148 Hình 3.5. Đồ thị GV đánh giá các TC của NLTH của HS vòng 1 ................................. 150 Hình 3.6. Đồ thị HS tự đánh giá các TC của NLTH của HS vòng 1 ............................. 151 Hình 3.7. HS lớp 10 C6 trường THPT Nguyễn Đức Mậu trong giờ học môn Hóa học . 153 Hình 3.8. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra vòng 2 .................................................... 154 Hình 3.9. Biểu đồ kết quả học tập bài kiểm tra vòng 2 ................................................. 154 Hình 3.10. Đồ thị GV đánh giá các TC của NLTH của HS vòng 2 ............................... 156 Hình 3.11. Đồ thị HS tự đánh giá các TC của NLTH của HS vòng 2 ........................... 157 v Hình 3.12. Cô Vũ Hoàng Thanh Phương và HS lớp 12A1 trường THPT Dân tộc Nội trú tỉnh Đồng Nai trong giờ học môn Hóa học ................................................................... 159 Hình 3.13. HS lớp 10A4 trường THCS và THPT Bàu Hàm trong giờ học môn Hóa học .................................................................................................................................... 159 Bảng 1.1. Số liệu điều tra sự cần thiết phải xây dựng hệ thống BTHH ........................... 32 Bảng 1.2. Số liệu điều tra việc sử dụng hệ thống BTHH của GV và HS trường THPT ... 33 Bảng 1.3. Số liệu điều tra về mức độ hiểu biết của GV về BTTH và xu hướng xây dựng hệ thống BTHH .................................................................................................................. 34 Bảng 3.1. Các lớp TN và ĐC thăm dò .......................................................................... 139 Bảng 3.2. Các lớp TN và ĐC vòng 1 ............................................................................ 140 Bảng 3.3. Các lớp TN và ĐC vòng 2 ............................................................................ 141 Bảng 3.4. Kết quả bài kiểm tra vòng thăm dò............................................................... 145 Bảng 3.5. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra vòng thăm dò ..... 145 Bảng 3.6. Tổng hợp kết quả học tập bài kiểm tra vòng thăm dò ................................... 146 Bảng 3.7. Tổng hợp các tham số đặc trưng bài kiểm tra vòng thăm dò ......................... 146 Bảng 3.8. Kết quả bài kiểm tra vòng 1 ......................................................................... 147 Bảng 3.9. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra vòng 1 ................ 147 Bảng 3.10. Tổng hợp kết quả học tập bài kiểm tra vòng 1 ............................................ 148 Bảng 3.11. Tổng hợp các tham số đặc trưng bài kiểm tra vòng 1.................................. 148 Bảng 3.12. Bảng GV đánh giá các TC của NLTH của HS vòng 1 ................................ 149 Bảng 3.13. Bảng HS tự đánh giá các TC của NLTH của HS vòng 1............................. 150 Bảng 3. 14. Kết quả kiểm tra vòng 2 ............................................................................ 153 Bảng 3. 15. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra vòng 2 ............. 153 Bảng 3.16. Tổng hợp kết quả học tập bài kiểm tra vòng 2 ............................................ 154 Bảng 3.17. Tổng hợp các tham số đặc trưng bài kiểm tra vòng 2.................................. 155 Bảng 3.18. Bảng GV đánh giá các TC của NLTH của HS vòng 2 ................................ 155 Bảng 3.19. Bảng HS tự đánh giá các TC của NLTH của HS vòng 2............................. 156 vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................. iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG ............................................................................ iv MỤC LỤC ...................................................................................................................... vi MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ...................................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................... 2 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu .......................................................................... 3 5. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 3 6. Giả thuyết khoa học ................................................................................................. 3 7. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................... 3 8. Điểm mới của luận án .............................................................................................. 4 9. Cấu trúc của luận án................................................................................................. 4 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ NĂNG LỰC TỰ HỌC VÀ BÀI TẬP HÓA HỌC............................................................................................................... 5 1.1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu ....................................................................... 5 1.1.1. Vấn đề tự học trên thế giới ............................................................................. 5 1.1.2. Vấn đề tự học ở Việt Nam .............................................................................. 6 1.2. Tự học .................................................................................................................. 7 1.2.1. Khái niệm tự học ............................................................................................ 7 1.2.2. Các hình thức của tự học ............................................................................... 8 1.2.3. Chu trình tự học của học sinh ........................................................................ 8 1.2.4. Vai trò của tự học .......................................................................................... 9 1.3. Bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh ............................................................. 10 1.3.1. Năng lực ...................................................................................................... 10 1.3.2. Năng lực tự học và năng lực tự học hoá học ................................................ 18 1.3.3. Một số lí thuyết nền tảng cho dạy học phát triển năng lực học sinh ............. 19 1.4. Học tập chủ động và trải nghiệm ......................................................................... 23 1.5. Thang đo năng lực nhận thức của Bloom ............................................................ 24 1.5.1. Biết (Knowledge) ......................................................................................... 24 1.5.2. Hiểu (Comprehention) ................................................................................. 24 1.5.3. Ứng dụng (Application) ............................................................................... 24 1.5.4. Phân tích (Analysis) ..................................................................................... 25 1.5.5. Tổng hợp (Synthesis).................................................................................... 25 1.5.6. Đánh giá (Evaluation) ................................................................................. 25 vii 1.6. Bài tập hóa học ................................................................................................... 26 1.6.1. Khái niệm bài tập hóa học ........................................................................... 26 1.6.2. Tác dụng của bài tập hóa học ...................................................................... 27 1.6.3. Phân loại bài tập hóa học ............................................................................ 28 1.6.4. Các giai đoạn của quá trình giải bài tập hóa học........................................ 29 1.6.5. Một số phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực thường sử dụng kết hợp với bài tập hóa học ...................................................................................................... 30 1.7. Điều tra việc tự học của học sinh ở trường Trung học phổ thông hiện nay .......... 31 1.7.1. Mục đích điều tra ......................................................................................... 31 1.7.2. Nội dung điều tra ......................................................................................... 31 1.7.3. Đối tượng điều tra ....................................................................................... 31 1.7.4. Địa bàn điều tra ........................................................................................... 31 1.7.5. Phương pháp điều tra .................................................................................. 31 1.7.6. Phân tích và đánh giá kết quả điều tra ......................................................... 31 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 ................................................................................................ 40 CHƯƠNG 2. BIÊN SOẠN VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TỰ HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ................................................................................................................ 41 2.1. Phân tích mục tiêu, đặc điểm cấu trúc chương trình hóa học đại cương ở trường Trung học phổ thông .................................................................................................. 41 2.1.1. Mục tiêu chương trình hóa học đại cương.................................................... 41 2.1.2. Đặc điểm cấu trúc chương trình hóa học đại cương..................................... 46 2.2. Khung năng lực tự học và các tiêu chí đánh giá năng lực tự học môn Hóa học thông qua bài tập tự học hóa học ở trường Trung học phổ thông.......................................... 47 2.2.1. Nguyên tắc xây dựng.................................................................................... 47 2.2.2. Quy trình xây dựng ...................................................................................... 47 2.2.3. Khung năng lực tự học môn Hóa học thông qua bài tập tự học hóa học....... 48 2.2.4. Các tiêu chí đánh giá năng lực tự học môn Hóa học thông qua bài tập tự học hóa học .................................................................................................................. 49 2.3. Bài tập tự học môn Hóa học ................................................................................ 51 2.3.1. Khái niệm bài tập tự học .............................................................................. 51 2.3.2. Đặc điểm của bài tập tự học môn Hóa học................................................... 52 2.3.3. Nguyên tắc, quy trình xây dựng bài tập tự học ............................................. 52 2.4. Hệ thống bài tập tự học phần hóa học đại cương ................................................. 56 2.4.1. Cấu tạo nguyên tử, phân tử và liên kết hóa học ............................................ 56 2.4.2. Bảng tuần hoàn và định luật tuần hoàn ........................................................ 71 2.4.3. Phản ứng oxi hóa – khử ............................................................................... 80 2.4.4. Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học ......................................................... 90 2.4.6. Hóa học và dòng điện ................................................................................ 110 viii 2.5. Một số biện pháp sử dụng bài tập tự học nhằm bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh trường Trung học phổ thông ............................................................................. 120 2.5.1. Nguyên tắc và cơ sở đề xuất các biện pháp sử dụng bài tập tự học ............ 120 2.5.2. Quy trình đề xuất và áp dụng các biện pháp trong tổ chức dạy học............ 121 2.5.3. Nội dung các biện pháp ............................................................................. 122 2.6. Bộ công cụ đánh giá năng lực tự học môn Hóa học thông qua bài tập tự học môn Hóa học cho học sinh Trung học phổ thông ............................................................. 133 2.6.1. Nguyên tắc xây dựng.................................................................................. 133 2.6.2. Cơ sở xây dựng .......................................................................................... 133 2.6.2. Quy trình xây dựng .................................................................................... 134 2.6.3. Nội dung bộ công cụ đánh giá năng lực tự học môn Hóa học ở trường Trung học phổ thông ...................................................................................................... 134 TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 .............................................................................................. 138 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................................. 139 3.1. Mục đích thực nghiệm ...................................................................................... 139 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm ...................................................................................... 139 3.3. Đối tượng thực nghiệm ..................................................................................... 139 3.4. Tiến trình và nội dung thực nghiệm sư phạm .................................................... 141 3.4.1. Chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng..................................................... 141 3.4.2. Trao đổi với giáo viên dạy thực nghiệm ..................................................... 142 3.4.3. Tiến hành thực nghiệm ............................................................................... 142 3.5. Phương pháp xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm .............................................. 143 3.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm ........................................................................... 145 3.6.1. Kết quả thực nghiệm thăm dò..................................................................... 145 3.6.2. Kết quả thực nghiệm vòng 1 ....................................................................... 147 3.6.3. Kết quả thực nghiệm vòng 2 ....................................................................... 153 TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 .............................................................................................. 160 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................................... 161 A. KẾT LUẬN ........................................................................................................ 161 B. KHUYẾN NGHỊ ................................................................................................ 162 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .... 163 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 164 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Nhân loại đã bước vào những thập niên đầu của thế kỉ XXI, thế kỉ mà tri thức và kĩ năng của con người được coi là yếu tố quyết định sự phát triển xã hội. Người ta coi thế kỉ XXI là thế kỉ của nền văn minh trí tuệ. Để có được nền văn minh đó thì giáo dục phải đào tạo cho xã hội những con người thông minh, trí tuệ, sáng tạo và giàu tính nhân văn. Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế đã khẳng định: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kĩ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kĩ năng, phát triển năng lực (NL). Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học” [5]. Muốn đáp ứng được mục tiêu đào tạo đó thì trong chiến lược giáo dục nhất thiết phải đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) theo định hướng phát triển NL trong đó có chú trọng đến việc bồi dưỡng năng lực tự học (NLTH) cho học sinh (HS). Có như vậy giáo dục mới thích ứng với sự bùng nổ tri thức, có tác dụng quyết định với tiến trình phát triển xã hội. Như vậy, việc phát triển NLTH cho HS là rất quan trọng. Ngày nay người ta coi dạy học chủ yếu là dạy cách học, dạy cách tư duy và dạy cách học chủ yếu là dạy cách tự học. Trong thực tế dạy học hiện nay, ý thức và động cơ học tập của HS chưa cao. HS vẫn còn biểu hiện thụ động, thiếu tự giác trong việc tiếp thu kiến thức. Ngoài những yếu tố về khối lượng kiến thức quá tải, nội dung chương trình còn nặng về lý thuyết, thiên về kiến thức hàn lâm, thiếu tính ứng dụng, ... thì những biện pháp giúp HS chủ động, tích cực vẫn chưa thực sự phát huy tối đa NLTH cho HS. Với sự bùng nổ của khoa học công nghệ, HS được tiếp cận quá nhiều những phương tiện, công cụ hỗ trợ học tập. Tuy nhiên, việc lựa chọn những phương tiện, công cụ phù hợp và chất lượng vẫn còn là điều trăn trở của các giáo viên (GV). Một trong những biện pháp bồi dưỡng NLTH cho HS là sử dụng bài tập hóa học (BTHH). BTHH đóng vai trò vừa là nội dung vừa là phương tiện để chuyển tải kiến thức, phát triển tư duy và kĩ năng thực hành bộ môn một cách hiệu quả nhất. BTHH không chỉ củng cố nâng cao kiến thức, vận dụng kiến thức mà còn là phương tiện để tìm tòi, hình thành kiến thức mới. Trong chương trình Hóa học Trung học phổ thông (THPT), kiến thức phần Hóa học đại cương chủ yếu tập trung ở chương trình lớp 10 và lớp 11 và có vai trò quan trọng giúp 2 HS có thể giải thích được cấu tạo phân tử và tính chất lí hóa các chất vô cơ, hữu cơ cũng như phương pháp điều chế và ứng dụng của chúng. Tuy nhiên đây lại là những kiến thức phức tạp và trừu tượng đối với HS đầu cấp THPT, đòi hỏi HS phải có khả năng ghi nhớ, hiểu và vận dụng tốt thì mới phát huy hiệu quả cho việc học tập về các đơn chất và hợp chất hóa học cụ thể. Để HS có khả năng tự học được những nội dung này, cần có một hệ thống bài tập (HTBT) tự học giúp HS tái hiện được những kiến thức cốt lõi và mở rộng hay áp dụng được những công thức tính toán cần thiết trong các trường hợp cụ thể. Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Biên soạn và sử dụng bài tập tự học phần hóa học đại cương nhằm bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh Trung học phổ thông”. Chúng tôi hi vọng đề tài này sẽ góp phần bồi dưỡng NLTH của HS một cách có hiệu quả, giúp HS có kĩ năng tự học để tự học suốt đời. 2. Mục đích nghiên cứu Bồi dưỡng NLTH cho HS THPT qua việc biên soạn và sử dụng bài tập tự học (BTTH) phần hóa học đại cương. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài: + Cơ sở lí luận về TH, NL, NLTH và BTHH; Học tập chủ động và trải nghiệm; Thang đo năng lực nhận thức của Bloom; + Cơ sở thực tiễn về việc tự học môn Hóa học của HS ở trường THPT hiện nay và mức độ sử dụng BTHH của GV trong quá trình giảng dạy để bồi dưỡng NLTH cho HS cũng như hiểu biết của GV về BTTH môn Hóa học; Tìm hiểu mức độ biểu hiện NLTH môn Hóa học thông qua BTHH của HS trường THPT. - Nghiên cứu đề xuất biện pháp bồi dưỡng NLTH môn Hóa học thông qua BTHH cho HS THPT: + Nghiên cứu xác định nội dung chương trình phần Hóa học đại cương trong chương trình môn Hóa học cơ bản THPT. + Xây dựng khung NLTH môn Hóa học thông qua BTTH và các TC của các NL thành phần. + Nghiên cứu xác định các nguyên tắc, quy trình xây dựng BTTH. + Biên soạn HTBTTH bồi dưỡng NLTH phần hóa học đại cương. + Đề xuất một số biện pháp bồi dưỡng NLTH cho HS thông qua BTTH môn Hóa học ở trường THPT. + Thiết kế bộ công cụ đánh giá NLTH thông qua BTTH môn Hóa học. 3 - Thực nghiệm sư phạm (TNSP) để đánh giá hiệu quả và tính khả thi của hệ thống BTTH đã xây dựng và các biện pháp đã đề xuất. 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 4.1. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học hóa học ở trường THPT. 4.2. Đối tượng nghiên cứu Việc biên soạn và sử dụng HTBTTH phần hóa học đại cương để bồi dưỡng NLTH cho HS THPT. 5. Phạm vi nghiên cứu 5.1. Nội dung nghiên cứu Biên soạn và sử dụng BTTH phần hóa học đại cương (phần kiến thức cơ sở hóa học chung) thuộc chương trình cơ bản, nhằm bồi dưỡng NLTH cho HS THPT. 5.2. Địa bàn nghiên cứu Một số trường THPT thuộc tỉnh Đồng Tháp, Đồng Nai, thành phố (TP) Hồ Chí Minh, Quảng Ngãi, Nghệ An, Hà Tĩnh, Thanh Hóa. 5.3. Thời gian nghiên cứu Từ tháng 12 năm 2015 đến tháng 02 năm 2020. 6. Giả thuyết khoa học Nếu biên soạn và sử dụng hợp lí, có hiệu quả BTTH phần hóa học đại cương sẽ bồi dưỡng tốt NLTH cho HS, qua đó nâng cao được chất lượng dạy học hóa học hiện nay ở trường THPT. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu các tài liệu Lí luận và PPDH hóa học. - Nghiên cứu lí thuyết về Hóa học đại cương. - Nghiên cứu lí luận về quá trình tự học của HS. - Nghiên cứu về tác dụng và cách sử dụng bài tập trong dạy học hoá học. 7.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra bằng các phiếu câu hỏi. - Phương pháp chuyên gia: Trao đổi và lấy ý kiến các chuyên gia. - Phỏng vấn, dự giờ, TNSP. 7.3. Nhóm phương pháp xử lí thông tin Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí kết quả TNSP. 4 8. Điểm mới của luận án 8.1. Về mặt lí luận - Hệ thống hóa và làm rõ một số vấn đề về lí luận và thực tiễn làm cơ sở để bồi dưỡng NLTH cho HS THPT thông qua HTBTTH phần hóa học đại cương. - Đề xuất khái niệm về BTTH môn Hóa học. 8.1. Về mặt thực tiễn - Xây dựng khung NLTH, xác định các biểu hiện, tiêu chí (TC) và chỉ báo mức độ phát triển NLTH hóa học thông qua HTBTTH về các nội dung Hóa học đại cương. - Thiết kế và sử dụng bộ công cụ đánh giá NLTH môn Hóa học thông qua BTTH hóa học ở trường THPT. - Xây dựng HTBTTH về Hóa học đại cương để bồi dưỡng NLTH môn Hóa học cho HS THPT. - Đề xuất 3 biện pháp sử dụng HTBTTH về Hóa học đại cương nhằm bồi dưỡng NLTH hóa học cho HS THPT. 9. Cấu trúc của luận án Ngoài phần mở đầu (4 trang), kết luận, khuyến nghị (2 trang), tài liệu tham khảo, luận án được trình bày trong 3 chương: Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn về năng lực tự học và bài tập hóa học (36 trang). Chương 2. Biên soạn và sử dụng bài tập tự học phần hóa học đại cương nhằm bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh Trung học phổ thông (98 trang). Chương 3. Thực nghiệm sư phạm (22 trang). 5 Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ NĂNG LỰC TỰ HỌC VÀ BÀI TẬP HÓA HỌC 1.1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu 1.1.1. Vấn đề tự học trên thế giới Trong lịch sử giáo dục của thế giới, vấn đề tự học đã được các nhà khoa học nghiên cứu từ rất sớm. Hiện nay, nó vẫn còn là vấn đề nóng bỏng cho các nhà nghiên cứu giáo dục hiện tại và tương lai bởi vì tự học có vai trò rất quan trọng, quyết định mọi sự thành công trong học tập, là điều kiện đảm bảo cho hiệu quả, chất lượng của mọi quá trình giáo dục, đào tạo. John Dewey (1859 - 1952) phát biểu “HS là mặt trời, xung quanh nó quy tụ mọi phương tiện giáo dục” [57]. Một loạt các PPDH theo quan điểm, tư tưởng này đã được đưa vào thực nghiệm (TN): “Phương pháp tích cực”, “Phương pháp hợp tác”, “Phương pháp cá thể hoá”, … Nói chung đây là các phương pháp mà người học không chỉ lĩnh hội kiến thức bằng nghe thầy giảng, học thuộc mà còn từ hoạt động tự học, tự tìm tòi lĩnh hội tri thức. GV là người trọng tài, đạo diễn thiết kế tổ chức giúp HS biết cách làm, cách học. T. Makiguchi, nhà sư phạm nổi tiếng người Nhật Bản, trong những năm 30 của thế kỷ XX đã cho rằng “Mục đích của giáo dục là hướng dẫn quá trình học tập và đặt trách nhiệm học tập vào tay mỗi HS. Giáo dục xét như là một quá trình hướng dẫn HS tự học” [66]. “Tự học như thế nào” của Rubakin, dịch giả là Nguyễn Đình Côi, xuất bản 1982 đã giúp bạn đọc biết tự học tập, nâng cao kiến thức toàn diện của mình [59]. Gần đây, khá nhiều cuốn sách cũng đề cập đến vấn đề tự học. Cuốn “Phương pháp dạy và học hiệu quả” – Cark Rogers – một nhà giáo dục học, nhà tâm lí học người Mỹ do Cao Đình Quát dịch đã giải đáp cho HS câu hỏi học cái gì và học như thế nào? Câu hỏi dạy cái gì và dạy như thế nào cũng được giải đáp [22]. “Hiểu biết là sức mạnh của thành công” do Klas Mellander chủ biên, các tác giả đã đề cập đến bí ẩn của việc học, trong đó nhấn mạnh vai trò của tự học, hướng dẫn 5 bước cần thực hiện để giúp chúng ta dễ dàng hơn trong quá trình học hỏi [55]. Năm 2007, cuốn “Để luôn đạt điểm 10” của GordonW. Green Jr. do Trần Vũ Thạch dịch đã được tái bản lần thứ 25. Với cuốn sách này, tác giả đã chỉ ra cách kết hợp phương pháp đọc một quyển sách, phương pháp làm bài kiểm tra, phương pháp trở thành sinh viên giỏi hơn, ... với nhau thành một hệ thống để trở thành sinh viên đạt toàn điểm 10 [43]. Bài báo của tác giả Alina Gil, thuộc Đại học Jan Dlugosz, Ba Lan viết về “Vai trò của Internet trong việc tự học” đã kết luận rằng việc sử dụng Internet ngày càng rộng rãi hơn trong quá trình tự giáo dục sẽ trở thành một phương tiện giáo dục có giá trị, có lợi cho 6 giao tiếp xã hội hơn là cô lập mọi người. Sau cùng, Internet cho phép hợp tác, cộng tác, thảo luận, thực hiện các mục tiêu tương tự liên quan đến việc có được những NL tương tự [92]. Như vậy, vấn đề tự học đã và đang là vấn đề được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm và nghiên cứu. 1.1.2. Vấn đề tự học ở Việt Nam Từ trước đến nay, ở Việt Nam đã có nhiều cuộc hội thảo, báo cáo chuyên đề, tập huấn cho GV về đổi mới PPDH theo hướng phát triển NL cho HS trong đó có NLTH. Một số công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trong nước về vấn đề tự học cũng được quan tâm. Trong bài phát biểu tại hội thảo Nâng cao chất lượng dạy học tổ chức vào tháng 11 năm 2005 tại Đại học Huế, GS Trần Phương cho rằng: “Học bao giờ và lúc nào cũng chủ yếu là tự học, tức là biến kiến thức khoa học tích lũy từ nhiều thế hệ của nhân loại thành kiến thức của mình, tự cải tạo tư duy của mình và rèn luyện cho mình kĩ năng thực hành những tri thức ấy”. Từ năm 2014, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã triển khai chương trình Đổi mới dạy học theo định hướng phát triển NL của HS trong đó NLTH là một trong những NL chung được chú trọng hàng đầu. Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu về phát triển NLTH cho HS cũng đã được quan tâm ở tất cả các môn học và bậc học như bài viết “Góp phần rèn luyện NLTH cho HS chuyên hóa – Trường THPT” của tác giả Hoàng Hồng Thái [68], “Khai thác một số ứng dụng trên điện thoại di động hỗ trợ HS lớp 12 THPT tự học môn Toán” – Luận án tiến sĩ của tác giả Trịnh Thị Phương Thảo [70], bài viết “Bồi dưỡng NLTH cho HS thông qua việc sử dụng sơ đồ tư duy trong dạy học Vật lí ở trường THPT” của tác giả Nguyễn Thị Nhị [61], “Sử dụng bài tập vật lí trong việc bồi dưỡng NLTH cho HS” – Bài báo của tác giả Trần Huy Hoàng [46], bài báo “Phát triển NLTH cho sinh viên ngành sư phạm sinh học trong dạy học học phần “Lí luận dạy học sinh học (phần đại cương)”” của hai tác giả Phạm Thị Hồng Tú và Bùi Thị Minh Thu [85], … Trong lĩnh vực dạy học hóa học, một số nghiên cứu cũng quan tâm đến vấn đề bồi dưỡng NLTH cho HS như: Tác giả Cao Cự Giác đã đề xuất “Phương pháp tổ chức cho sinh viên tự học và tự nghiên cứu đáp ứng theo yêu cầu đào tạo theo học chế tín chỉ”, Kỉ yếu Hội thảo khoa học “Đổi mới phương pháp giảng dạy và đánh giá trong đào tạo theo học chế tín chỉ” - Đại học Vinh, 4/2010 [31, tr.41-42]. Trong lời giới thiệu cho bộ sách “Tự học giỏi hóa học lớp 10, 11, 12”, tác giả Cao Cự Giác viết: “Chúng ta được sinh ra và lớn lên biết bao nhiêu điều phải học hỏi để hiểu biết và khám phá thế giới xung quanh - một kho tàng kiến thức sống động. Con người ngay từ nhỏ 7 đã phải làm quen, phải tự học để chiếm lĩnh nó, có như vậy thì mỗi con người mới hòa nhịp với cuộc sống và thích ứng nhanh với xã hội phát triển. Đặc biệt trong thời đại bùng nổ thông tin và khoa học công nghệ phát triển cực kỳ nhanh chóng như ngày nay thì phương pháp tự học lại càng trở nên cần thiết hơn bao giờ nhằm thỏa mãn nhu cầu hiểu biết của người học trong lúc quỹ thời gian học tập ngày càng eo hẹp do ảnh hưởng cuộc sống hiện đại. Do đó quá trình dạy học cần phải hướng đến dạy cách tự học. Biết cách tự học là đồng nghĩa với mọi thứ đều biết” [33, tr. 3-4]. Luận án tiến sĩ của tác giả Dương Huy Cẩn đã trình bày điểm mới của mình về các nội dung: vận dụng tiếp cận mođun trong việc biên soạn, thiết kế dạy và học học phần PPDH hóa học 2 bằng tài liệu tự học có hướng dẫn theo mođun; thiết kế bài giảng điện tử, bài tự học điện tử học phần PPDH hóa học 2; tổ chức rèn kĩ năng dạy học học phần PPDH hóa học 2 bằng PPDH vi mô; tự học của sinh viên sư phạm hóa học bằng tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun, bài tự học điện tử học phần PPDH hóa học 2 [21]. Để nâng cao NLTH cho HS, trong luận án tiến sĩ của mình, tác giả Nguyễn Thị Ngà đã đề xuất biện pháp xây dựng và sử dụng tài liệu tự học có hướng dẫn theo mô đun [60]. Tác giả Nguyễn Thị Kim Ánh, trong luận án tiến sĩ của mình, đã trình bày tổng quan một cách có hệ thống lí thuyết về việc đổi mới PPDH trong các trường đại học và thiết kế tài liệu học điện tử; thiết kế và sử dụng tài liệu học điện tử về Modun PPDH 3 làm tài liệu để tự học, tự nghiên cứu và thiết kế các bài giảng trực tuyến; ứng dụng các PPDH hiệu quả kết hợp với các kinh nghiệm dạy học để thực hành các kĩ năng chuẩn bị bài học, kĩ năng trong lớp học và đánh giá các kĩ năng thông qua Modun PPDH 3 và Modun đào tạo ngành sư phạm [3]. Luận án tiến sĩ của tác giả Lê Trọng Tuấn đã xây dựng và hệ thống hóa cơ sở lí luận về phát triển kĩ năng tự học gắn với đặc trưng của các trường dự bị đại học dân tộc, xây dựng được hệ thống các kĩ năng tự học cơ bản cần có của HS các trường dự bị đại học dân tộc trong hoạt động tự học, các chỉ báo thành phần và yêu cầu cần đạt được của từng kĩ năng tự học. Luận án cũng đã xây dựng được 3 nhóm biện pháp với 7 biện pháp cụ thể phát triển kĩ năng tự học cho HS các trường dự bị đại học dân tộc [86]. Tuy nhiên, việc nghiên cứu sử dụng BTTH phần hóa học đại cương ở trường THPT, nhằm bồi dưỡng NLTH cho HS vẫn chưa được quan tâm đúng mức. 1.2. Tự học 1.2.1. Khái niệm tự học Theo GS.TS. Nguyễn Cảnh Toàn: “Tự học là tự mình động não, suy nghĩ, sử dụng các năng lực trí tuệ (quan sát, so sánh, phân tích, tổng hợp, ...) và có khi cả cơ bắp (khi phải sử dụng công cụ) cùng các phẩm chất của mình, rồi cả động cơ, tình cảm, cả nhân sinh quan, thế giới quan (như tính trung thực, khách quan, có chí tiến thủ, không ngại khó, ngại khổ, kiên trì, nhẫn nại, lòng say mê khoa học, ý muốn thi đỗ, biến khó khăn thành thuận 8 lợi, ...) để chiếm lĩnh một lĩnh vực hiểu biết nào đó của nhân loại, biến lĩnh vực đó thành sở hữu của mình” [75, tr 59-60]. Trong tập bài giảng chuyên đề Dạy tự học cho sinh viên trong các nhà trường Trung học chuyên nghiệp và Cao đẳng, Đại học, GS.TSKH Thái Duy Tuyên viết: “Tự học là hoạt động độc lập chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng, là tự mình động não, suy nghĩ, sử dụng các năng lực trí tuệ (quan sát, so sánh, phân tích, tổng hợp, …) cùng các phẩm chất động cơ, tình cảm để chiếm lĩnh tri thức một lĩnh vực hiểu biết nào đó hay những kinh nghiệm lịch sử, xã hội của nhân loại, biến nó thành sở hữu của chính bản thân người học” [87]. Tác giả Nguyễn Kỳ cũng bàn về khái niệm tự học: “Tự học là người học tích cực chủ động, tự mình tìm ra tri thức kinh nghiệm bằng hành động của mình, tự thể hiện mình. Tự học là tự đặt mình vào tình huống học, vào vị trí nghiên cứu, xử lí các tình huống, giải quyết các vấn đề, thử nghiệm các giải pháp,… Tự học thuộc quá trình cá nhân hóa việc học” [54]. Từ quan điểm về tự học nêu trên, chúng tôi đi đến định nghĩa về tự học như sau: Tự học là quá trình cá nhân người học tự giác, tích cực, độc lập tự chiếm lĩnh tri thức ở một lĩnh vực nào đó trong cuộc sống bằng hành động của chính mình nhằm đạt được mục đích nhất định. 1.2.2. Các hình thức của tự học Theo TS. Trịnh Văn Biều [7, tr. 38], có 3 hình thức tự học: - Tự học không có hướng dẫn: Người học tự tìm lấy tài liệu để đọc, hiểu, vận dụng các kiến thức trong đó. Cách học này sẽ đem lại rất nhiều khó khăn cho người học, mất nhiều thời gian và đòi hỏi khả năng tự học rất cao. - Tự học có hướng dẫn: Có GV ở xa hướng dẫn người học bằng tài liệu hoặc bằng các phương tiện thông tin khác. - Tự học có hướng dẫn trực tiếp: Có tài liệu và giáp mặt với GV một số tiết trong ngày, trong tuần, được thầy hướng dẫn giảng giải sau đó về nhà tự học. 1.2.3. Chu trình tự học của học sinh Chu trình tự học của HS là một chu trình 3 thời: - Tự nghiên cứu - Tự thể hiện - Tự kiểm tra, tự điều chỉnh 9 (1) Tự nghiên cứu (3) Tự kiểm tra, Tự điểu chỉnh Tự học (2) Tự thể hiện Hình 1.1. Chu trình tự học của HS Thời (1): Tự nghiên cứu Người học tự tìm tòi, quan sát, mô tả, giải thích, phát hiện vấn đề, định hướng, giải quyết vấn đề, tự tìm ra kiến thức mới (chỉ mới đối với người học) và tạo ra sản phẩm ban đầu hay sản phẩm thô có tính chất cá nhân. Thời (2): Tự thể hiện Người học tự thể hiện mình bằng văn bản, bằng lời nói, tự sắm vai trong các tình huống, vấn đề, tự trình bày, bảo vệ kiến thức hay sản phẩm cá nhân ban đầu của mình, tự thể hiện qua sự hợp tác, trao đổi, đối thoại, giao tiếp với các bạn và thầy, tạo ra sản phẩm có tính chất xã hội của cộng đồng lớp học. Thời (3): Tự kiểm tra, tự điều chỉnh Sau khi tự thể hiện mình qua sự hợp tác, trao đổi với các bạn và thầy, sau khi thầy kết luận, người học tự kiểm tra, tự đánh giá sản phẩm ban đầu của mình, tự sửa sai, tự điều chỉnh thành sản phẩm khoa học (tri thức) [76]. 1.2.4. Vai trò của tự học Tự học là một giải pháp khoa học giúp giải quyết mâu thuẫn giữa khối lượng kiến thức đồ sộ với quỹ thời gian ít ỏi ở nhà trường. Nó giúp khắc phục nghịch lí: học vấn thì vô hạn mà tuổi học đường thì có hạn [62, tr. 59-60]. Tự học là giúp tạo ra tri thức bền vững cho mỗi người bởi lẽ nó là kết quả của sự hứng thú, sự tìm tòi, nghiên cứu và lựa chọn. Có phương pháp tự học tốt sẽ đem lại kết quả học tập cao hơn. Khi HS biết cách tự học, HS sẽ “có ý thức và xây dựng thời gian tự học, tự nghiên cứu giáo trình, tài liệu, gắn lí thuyết với thực hành, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, biến quá trình đào tạo thành quá trình tự đào tạo”. Tự học của HS THPT còn có vai trò quan trọng đối với yêu cầu đổi mới giáo dục và đào tạo, nâng cao chất lượng đào tạo tại các trường phổ thông (PT). Đổi mới PPDH theo hướng tích cực hóa người học sẽ phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của người học trong việc lĩnh hội tri thức khoa học. Vì vậy, tự học chính là con đường phát triển phù hợp với quy luật tiến hóa của nhân loại và là biện pháp sư phạm đúng đắn cần được phát huy ở các trường PT [77, tr. 21-22], [90, tr. 7]. 10 Theo phương châm học suốt đời thì việc “tự học” lại càng có ý nghĩa đặc biệt đối với HS THPT. Vì nếu không có khả năng và phương pháp tự học, tự nghiên cứu thì khi lên đến các bậc học cao hơn như đại học, cao đẳng, … HS sẽ khó thích ứng do đó khó có thể thu được một kết quả học tập tốt [75, tr. 59-60]. Hơn thế nữa, nếu không có khả năng tự học thì chúng ta không thể đáp ứng được phương châm “Học suốt đời” mà Hội đồng quốc tế về giáo dục đã đề ra vào tháng 4 năm 1996 [101]. 1.3. Bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh 1.3.1. Năng lực 1.3.1.1. Khái niệm năng lực Phạm trù NL thường được hiểu theo những cách khác nhau và mỗi cách hiểu có những thuật ngữ tương ứng: - Năng lực (capacity/ability) hiểu theo nghĩa chung nhất là khả năng (hoặc tiềm năng) mà cá nhân thể hiện khi tham gia một hoạt động nào đó ở một thời điểm nhất định. Ví dụ: khả năng giải toán, khả năng nói tiếng Anh, … thường được đánh giá bằng các trắc nghiệm trí tuệ (ability tests). - Năng lực (competence/competency) thường gọi là năng lực hành động, là khả năng thực hiện hiệu quả một nhiệm vụ/một hành động cụ thể, liên quan đến một lĩnh vực nhất định dựa trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng và sự sẵn sàng hành động. - Năng lực là các khả năng và kĩ năng nhận thức vốn có ở cá nhân hay có thể học được… để giải quyết các vấn đề đặt ra trong cuộc sống. Năng lực cũng hàm chứa trong nó tính sẵn sàng hành động, động cơ, ý chí và trách nhiệm xã hội để có thể sử dụng một cách thành công và có trách nhiệm các giải pháp… trong những tìn huống thay đổi (Weinert, 2001) [117]. - Năng lực là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể (OECD, 2002) [107]. - Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống (Québec – Ministere de l’Education, 2005) [115]. - Năng lực là khả năng hành động, đạt được thành công và chứng minh sự tiến bộ nhờ vào khả năng huy động và sử dụng hiệu quả nhiều nguồn lực tích hợp của cá nhân khi giải quyết các vấn đề của cuộc sống (Tremblay, 2002) [97]. - Theo từ điển Tiếng Việt, NL là “khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó” [91, tr. 660-661]. - Theo Phạm Minh Hạc, NL là một tổ hợp phức tạp những thuộc tính tâm lí của mỗi người, phù hợp với những yêu cầu của một hoạt động nhất định, đảm bảo cho hoạt động đó diễn ra có kết quả” [44, tr.334].