Tài liệu Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực nghiệm trong dạy học phần hóa học phi kim ở trường trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Hồng Quyên XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN HÓA HỌC PHI KIM Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Hồng Quyên XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN HÓA HỌC PHI KIM Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Hoá học Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN PHÚ TUẤN Thành phố Hồ Chí Minh – 2011 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi xin bày tỏ sự biết ơn chân thành và sâu sắc đến: Các thầy cô giáo Khoa Hóa học trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh và trường Đại học Sư phạm Hà Nội … là những thầy cô đã đào tạo và hướng dẫn để tôi có đủ khả năng thực hiện luận văn khoa học này. Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Phú Tuấn – người hướng dẫn khoa học – đã luôn quan tâm, động viên, tận tình giúp đỡ và chỉ dẫn tôi suốt quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận văn. PGS. TS. Trịnh Văn Biều, người thầy luôn quan tâm và dẫn dắt chúng tôi những bước đi đầu tiên trong lĩnh vực lý luận dạy học và với con đường khoa học. Xin gởi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo tổ Hóa học và các em học sinh trường THPT Nguyễn Văn Linh (Bình Thuận), THPT Vĩnh Lộc (Tp. Hồ Chí Minh) và THPT Trấn Biên (Đồng Nai) đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành tốt đợt thực nghiệm sư phạm. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và tình thân ái đến những người thân trong gia đình cùng bạn bè và đồng nghiệp xa gần, những người đã cùng tôi trao đổi và chia sẻ những khó khăn, kinh nghiệm trong suốt quá trình học tập cũng như thời gian thực hiện luận văn này. Nguyễn Thị Hồng Quyên Thành phố Hồ Chí Minh - 2011 MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các bảng, các hình MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ............................ 4 1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu .................................................................... 4 1.2. Mục tiêu và xu hướng phát triển giáo dục hiện nay ở trường THPT.............. 5 1.2.1. Mục tiêu giáo dục hiện nay...................................................................... 5 1.2.2. Xu hướng phát triển giáo dục .................................................................. 7 1.3. Thí nghiệm hoá học ........................................................................................ 8 1.3.1. Khái niệm về thí nghiệm hoá học ............................................................ 8 1.3.2. Phân loại thí nghiệm hoá học ................................................................. 8 1.3.3. Tác dụng, ý nghĩa của thí nghiệm hoá học ........................................... 11 1.3.4. Những yêu cầu đối với thí nghiệm hoá học .......................................... 11 1.4. Kĩ năng thí nghiệm hoá học .......................................................................... 12 1.4.1. Khái niệm............................................................................................... 12 1.4.2. Vai trò của kĩ năng thí nghiệm hoá học ................................................ 13 1.4.3. Một số kĩ năng thí nghiệm hoá học cần rèn luyện của giáo viên .......... 14 1.4.4. Một số kĩ năng thí nghiệm hoá học cần rèn luyện cho học sinh ........... 15 1.5. Bài tập hoá học.............................................................................................. 20 1.5.1. Khái niệm bài tập hoá học ..................................................................... 20 1.5.2. Tác dụng, ý nghĩa của bài tập hoá học ................................................. 21 1.5.3. Phân loại bài tập hoá học ...................................................................... 22 1.6. Bài tập hoá học thực nghiệm ........................................................................ 24 1.6.1. Tác dụng của bài tập hoá học thực nghiệm .......................................... 24 1.6.2. Phân loại bài tập hoá học thực nghiệm ................................................. 25 1.6.3. Cấu trúc bài tập hoá học thực nghiệm .................................................. 27 1.6.4. Bài tập thực nghiệm trong chương trình hoá học ở trường THPT ...... 27 1.6.5. Bài tập hoá học thực nghiệm dạng trắc nghiệm .................................. 28 1.7. Thực trạng của việc sử dụng bài tập hoá học thực nghiệm ở trường THPT. 35 1.7.1. Quá trình điều tra thực trạng .................................................................. 35 1.7.2. Kết quả điều tra thực trạng .................................................................... 35 Chương 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM PHẦN HÓA HỌC PHI KIM ................................................................................. 39 2.1. Tổng quan về chương trình môn hoá học phần phi kim ............................... 39 2.1.1. Mục tiêu cơ bản ..................................................................................... 39 2.1.2. Cấu trúc chương trình ............................................................................ 39 2.2. Xây dựng hệ thống bài tập thực nghiệm hoá học ......................................... 40 2.2.1. Cơ sở và phương pháp xây dựng bài tập hoá học thực nghiệm ............ 40 2.2.2. Qui trình xây dựng bài tập hoá học thực nghiệm .................................. 41 2.3. Hệ thống bài tập thực nghiệm phần hoá học phi kim ................................... 45 2.3.1. Bài tập thực nghiệm chương “Halogen”................................................ 46 2.3.2. Bài tập thực nghiệm chương “Oxi – lưu huỳnh” ................................... 55 2.3.3. Bài tập thực nghiệm chương “Nitơ – photpho” ..................................... 63 2.3.4. Bài tập thực nghiệm chương “Cacbon – silic” ...................................... 70 2.4. Sử dụng bài tập thực nghiệm trong dạy học hoá học ở trường THPT .......... 74 2.4.1. Phương pháp giải một số dạng bài tập hoá học thực nghiệm ................ 74 2.4.2. Qui trình sử dụng bài tập thực nghiệm trong dạy học hoá học ............. 77 2.4.3. Sử dụng bài tập thực nghiệm trong nghiên cứu tài liệu mới (giờ dạy lí thuyết) 78 2.4.4. Sử dụng bài tập hoá học thực nghiệm trong tiết ôn tập, luyện tập ....... 81 2.4.5. Sử dụng bài tập hoá học thực nghiệm trong tiết thực hành .................. 85 2.4.6. Sử dụng bài tập hóa học thực nghiệm để rèn luyện một số kĩ năng thực hành cho học sinh ............................................................................................................ 88 2.4.7. Sử dụng bài tập thực nghiệm trong kiểm tra – đánh giá........................ 93 2.5. Một số giáo án sử dụng hệ thống bài tập hoá học thực nghiệm ................. 101 2.5.1. Giáo án bài “Clo”................................................................................. 101 2.5.2. Giáo án bài “Flo – Brom – Iot” ........................................................... 104 2.5.3. Giáo án bài “Axit sunfuric – Muối sunfat”.......................................... 107 2.5.4. Giáo án bài thực hành “Tính chất các hợp chất của lưu huỳnh” ......... 111 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................... 116 3.1. Mục đích thực nghiệm ................................................................................ 116 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm................................................................................ 116 3.3. Đối tượng thực nghiệm ............................................................................... 116 3.4. Phương pháp thực nghiệm .......................................................................... 116 3.5. Nội dung thực nghiệm................................................................................. 117 3.6. Kết quả thực nghiệm ................................................................................... 117 3.6.1. Kết quả định tính ................................................................................. 117 3.6.2. Kết quả định lượng .............................................................................. 118 3.7. Đánh giá kết quả thực nghiệm .................................................................... 125 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 128 1. Kết luận .......................................................................................................... 128 2. Kiến nghị ........................................................................................................ 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 131 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BT : bài tập BTHH : bài tập hóa học BTTN : bài tập trắc nghiệm CTHH : công thức hoá học CTPT : công thức phân tử DHHH : dạy học hoá học ĐHSP : Đại học Sư phạm GV : giáo viên HS : học sinh dd : dung dịch KN : kĩ năng KNTH : kĩ năng thực hành KNTN : kĩ năng thí nghiệm LLDH : lí luận dạy học PPDH : phương pháp dạy học PTN : phòng thí nghiệm SBT : sách bài tập SGK : sách giáo khoa SGV : sách giáo viên TCHH : tính chất hóa học TCVL : tính chất vật lí THCS : trung học cơ sở THHH : thực hành hoá học THPT : trung học phổ thông TNHH : thí nghiệm hoá học TNKQ : trắc nghiệm khách quan TNTL : trắc nghiệm tự luận DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Bảng số lượng BTHH thực nghiệm phần phi kim.................................28 Bảng 1.2. Bảng so sánh BTTN và BTTL ...............................................................29 Bảng 1.3. Bảng số lượng bài tập thực nghiệm trong sách giáo khoa THPT ..........35 Bảng 1.4. Các dạng bài tập hoá học thực nghiệm trong sách giáo khoa THPT ....35 Bảng 2.1. Cấu trúc chương trình hoá học phần phi kim ........................................39 Bảng 2.2. Qui trình sử dụng bài tập thực nghiệm trong DHHH ............................78 Bảng 3.1. Các lớp đối chứng – thực nghiệm........................................................116 Bảng 3.2. Bảng điểm bài kiểm tra lần 1 ...............................................................118 Bảng 3.3. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra lần 1 ..............118 Bảng 3.4. Tổng hợp kết quả học tập bài kiểm tra lần 1 .......................................119 Bảng 3.5. Tổng hợp các tham số đặc trưng của bài kiểm tra lần 1 ......................119 Bảng 3.6. Bảng điểm bài kiểm tra lần 2 ...............................................................120 Bảng 3.7. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra lần 2 ..............120 Bảng 3.8. Tổng hợp kết quả học tập bài kiểm tra lần 2 .......................................121 Bảng 3.9. Tổng hợp các tham số đặc trưng của bài kiểm tra lần 2 ......................121 Bảng 3.10. Bảng điểm bài kiểm tra lần 3 ...............................................................122 Bảng 3.11. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra lần 3 ..............122 Bảng 3.12. Tổng hợp kết quả học tập bài kiểm tra lần 3 .......................................123 Bảng 3.13. Tổng hợp các tham số đặc trưng của bài kiểm tra lần 3 ......................123 Bảng 3.14. Tổng hợp kết quả của 3 bài kiểm tra ...................................................124 Bảng 3.15. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích tổng hợp 3 bài kiểm tra124 Bảng 3.16. Tổng hợp kết quả học tập của 3 bài kiểm tra.......................................124 Bảng 3.17. Tổng hợp các tham số đặc trưng của 3 bài kiểm tra ............................125 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ phân loại thí nghiệm hoá học ở trường phổ thông ......................... 10 Hình 1.3. Bộ dụng cụ điều chế khí oxi ..................................................................... 17 Hình 1.4. Cách lấy hoá chất rắn ............................................................................... 18 Hình 1.5. Cách lấy hoá chất lỏng ............................................................................. 18 Hình 1.6. Cách trộn hoá chất trong ống nghiệm ...................................................... 19 Hình 1.7. Cách trộn hoá chất trong cốc .................................................................... 19 Hình 1.8. Cách đun hoá chất rắn .............................................................................. 19 Hình 1.9. Cách đun hoá chất lỏng ............................................................................ 19 Hình 1.10. Sơ đồ cấu trúc bài tập hoá học thực nghiệm .......................................... 27 Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo bài tập hoá học thực nghiệm.............................................. 40 Hình 2.2. Bộ dụng cụ điều chế khí clo ..................................................................... 43 Hình 2.3. Dụng cụ điều chế khí ................................................................................ 44 Hình 2.4. Dụng cụ điều chế và thu khí ..................................................................... 45 Hình 3.1. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra lần 1 ................................................ 119 Hình 3.2. Biểu đồ kết quả học tập bài kiểm tra lần 1 ............................................. 119 Hình 3.3. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra lần 2 ................................................ 121 Hình 3.4. Biểu đồ kết quả học tập bài kiểm tra lần 2 ............................................. 121 Hình 3.5. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra lần 3 ................................................ 123 Hình 3.6. Đồ thị kết quả học tập bài kiểm tra lần 3 ............................................... 123 Hình 3.7. Đồ thị đường lũy tích 3 bài kiểm tra ...................................................... 124 Hình 3.8. Biểu đồ tổng hợp kết quả học tập của 3 bài kiểm tra ............................. 125 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Chúng ta đang bước vào thế kỉ XXI, thế giới đang xảy ra sự bùng nổ tri thức khoa học và công nghệ. Xã hội mới trong thế kỉ này phải là một xã hội dựa vào tri thức, dựa vào tư duy sáng tạo và tài năng sáng chế của con người. Do vậy, bản chất của việc đổi mới PPDH là tổ chức cho người học được học tập trong hoạt động và bằng hoạt động tự giác, tích cực, tư duy, sáng tạo. Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm. GS. TSKH. Nguyễn Cương đã nhấn mạnh: “Cần khẳng định rằng thí nghiệm hóa học là tối cần thiết cho việc dạy học hóa học. Chỉ có trên cơ sở đó học sinh mới thu thập được muôn vàn dấu hiệu của phản ứng hóa học mà không có quy tắc, lý thuyết nào thay thế được.” Việc nghiên cứu, sử dụng thí nghiệm trong DHHH đang được sự quan tâm của nhiều GV. Sử dụng thí nghiệm vào bài giảng hóa học không còn là hình thức mà được thực hiện một cách rộng rãi, tích cực. Song việc sử dụng vẫn còn những bất cập dẫn đến hiệu quả không cao. HS đã dần dần mất đi những nhận thức thực nghiệm về môn hóa học, những thao tác cũng như những chú ý khi tiến hành thí nghiệm, những kĩ năng vận dụng kiến thức để giải thích những hiện tượng cũng như những biện pháp xử lí phù hợp trong TNHH. Hơn nữa, việc tiến hành và hình thức đánh giá chất lượng thí nghiệm đối với bài giảng, kĩ năng thực hành thí nghiệm của HS, khả năng tiếp thu kiến thức và năng lực tư duy của HS thông qua thí nghiệm vẫn còn ít GV thực sự quan tâm. Bài tập hóa học được coi là một trong những PPDH cơ bản trong DHHH, góp phần nâng cao khả năng vận dụng kiến thức và phát triển năng lực tư duy, trí thông minh sáng tạo cho HS. Tuy nhiên, những bài tập có tính chất học thuộc, như trình bày các khái niệm, định luật, tính chất …trong các bài tập lý thuyết; hoặc việc sử dụng các công cụ toán học phức tạp trong các bài toán hóa học đã phần nào làm mất đi những hiểu biết sáng tạo, tính thực nghiệm vốn rất lí thú của bộ môn khoa học này. Do đó, xu hướng phát triển của BTHH hiện nay là tăng cường khả năng tư duy, nhận thức cho HS ở cả ba phương diện: lí thuyết, thực hành và ứng dụng. Vì vậy, người GV cần coi nguồn quan trọng cung cấp kiến thức là thí nghiệm; một trong những phương tiện chủ yếu để rèn kĩ năng thực hành là bài tập thực nghiệm trong việc góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn hóa học. Bên cạnh việc đầu tư trang thiết bị thí nghiệm nhằm nâng cao tính thực nghiệm của bài dạy, cần khai thác các dạng BTHH thực nghiệm qua các thí nghiệm minh họa và mô phỏng nhằm góp phần nâng cao khả năng nhận thức về tính thực nghiệm của bộ môn hóa học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức và khả năng tư duy hóa học, kiểm tra – đánh giá HS về kiến thức thực nghiệm hóa học. Qua đó hình thành thói quen nghiên cứu khoa học, thói quen thực hành cho HS, đồng thời hình thành thói quen dạy học hướng vào đặc trưng của môn học cho GV. Chính vì vậy, tôi đã chọn đề tài nghiên cứu “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN HÓA HỌC PHI KIM Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ”. 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực nhiệm trong dạy học phần hoá học phi kim ở trường THPT. 3. Nhiệm vụ của đề tài - Nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài: bài tập hóa học, bài tập hoá học thực nghiệm, thí nghiệm hoá học, kĩ năng thí nghiệm hoá học. - Tìm hiểu thực trạng việc giảng dạy nội dung thực nghiệm và sử dụng bài tập hóa học thực nghiệm trong trường THPT. - Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, cấu trúc chương trình hóa học THPT. - Xây dựng hệ thống bài tập hóa học thực nghiệm . - Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá hiệu quả của việc sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng. 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực nghiệm phần hoá học phi kim ở trường THPT. - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hoá học ở trường THPT. 5. Phạm vi nghiên cứu - Kiến thức: Hoá học phần phi kim, gồm các chương “Halogen”, “Oxi – Lưu huỳnh” (Lớp 10), “Nitơ – Photpho”, “Cacbon – Silic” (Lớp 11). - Địa bàn: Trường THPT Nguyễn Văn Linh (Bình Thuận), trường THPT Vĩnh Lộc (Tp. Hồ Chí Minh) và trường THPT Trấn Biên (Đồng Nai). - Thời gian: từ tháng 3/2010 đến tháng 10/2011. 6. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được hệ thống bài tập thực nghiệm phần hoá học phi kim có chất lượng tốt, cụ thể, rõ ràng và đa dạng sẽ góp phần nâng cao khả năng lĩnh hội kiến thức của học sinh, nâng cao sự hứng thú, yêu thích môn học, phát triển khả năng tư duy, nghiên cứu khoa học của học sinh về thực nghiệm, góp phần nâng cao chất lượng bài giảng. 7. Phương pháp và các phương tiện nghiên cứu • Các phương pháp nghiên cứu lí luận: - Nghiên cứu cơ sở lí luận về xu hướng đổi mới phương pháp dạy học hoá học. - Nghiên cứu chương trình hoá học phi kim 10 và 11. - Nghiên cứu cơ sở lí luận về thực nghiệm hoá học. - Phân tích, tổng hợp, hệ thống hoá. • Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn: - Phương pháp quan sát. - Phương pháp điều tra: Điều tra thực trạng sử dụng câu hỏi và bài tập có nội dung thực nghiệm hóa học trong DHHH, trong đó có việc kiểm tra – đánh giá kết quả học tập của học sinh. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm. - Phương pháp chuyên gia: Trao đổi kinh nghiệm với những giáo viên giảng dạy hóa học ở các trường THPT. • Phương pháp toán học thống kê: Xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm thu được bằng phần mềm SPSS rút ra kết luận. • Phương tiện nghiên cứu: máy vi tính, tranh ảnh, các phần mềm hỗ trợ. 8. Điểm mới của đề tài Đề tài nghiên cứu về xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực nghiệm trong dạy học hóa học. Với nội dung của đề tài sẽ giúp giáo viên và người tham khảo có cái nhìn mới mẻ và sâu sắc hơn về bài tập thực nghiệm hóa học và việc sử dụng bài tập thực nghiệm trong công tác giảng dạy của mình. Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Theo xu hướng đổi mới giáo dục hiện nay, việc đổi mới mục tiêu giáo dục đi đôi với đổi mới phương pháp giáo dục. Việc phối hợp các PPDH một cách hợp lí và nhịp nhàng sẽ mang lại hiệu quả cao cho quá trình dạy học nói chung và quá trình DHHH nói riêng. Môn hóa học là một môn học có tính đặc thù, là một môn khoa học vừa lý thuyết vừa thực nghiệm. Nên bên cạnh việc đổi mới PPDH phần lý thuyết cũng cần chú ý đến việc đổi mới PPDH phần thực nghiệm hóa học. Hiện nay đã có khá nhiều đề tài về thực nghiệm hoá học và bài tập hoá học từ luận văn thạc sĩ đến luận án tiến sĩ như: - Trịnh Văn Biều (2003), Một số biện pháp nâng cao hiệu quả rèn luyện kĩ năng dạy học hoá học cho sinh viên trường Đại học Sư phạm, Luận án TS, ĐHSP Hà Nội. - Lê Văn Dũng (2001), Phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh THPT thông qua bài tập hóa học, Luận án tiến sĩ, ĐHSP Hà Nội. - Nguyễn Thị Đào (2007), Một số biện pháp nâng cao chất lượng rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh THCS theo hướng dạy học tích cực” , Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Hà Nội. - Trần Quốc Đắc (1992), Hoàn thiện hệ thống thí nghiệm hoá học để nâng cao chất lượng dạy học ở trường PTCS Việt Nam, Luận án TS , ĐHSP Hà Nội. - Nguyễn Chí Linh (2009), Sử dụng bài tập để phát triển tư duy, rèn trí thông minh cho học sinh trong dạy học hóa học ở trường THPT , Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Tp. Hồ Chí Minh. - Nguyễn Phú Tuấn (2000), Hoàn thiện kĩ thuật, phương pháp sử dụng thí nghiệm hoá học và thiết bị dạy học để nâng cao chất lượng dạy học bộ môn hoá học ở các trường phổ thông miền núi, Luận án TS, ĐHSP Hà Nội. v.v…. Nội dung của những nghiên cứu trên đề cập đến một số biện pháp nhằm mục đích nâng cao hiệu quả rèn luyện kĩ năng dạy học; nâng cao chất lượng, rèn luyện kĩ năng thực hành TNHH; rèn luyện tư duy, sáng tạo cho HS. Tuy nhiên, nội dung còn có sự riêng biệt giữa thực hành thí nghiệm và BTHH, hoặc chỉ mới đề cập mà chưa có sự kết hợp sâu sắc giữa hai vấn đề này, đó là BTHH thực nghiệm . Nghiên cứu về vấn đề BTTN ở trường THPT có một số khoá luận, bài nghiên cứu như sau: - Quách Văn Long, “Góp phần phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua bài tập thực hành hóa học”, Tạp chí hóa học và ứng dụng, số 04 (76)/2008 (tr.9-11). - Cao Cự Giác, “Phát triển khả năng tư duy và thực hành thí nghiệm qua các bài tập hóa học thực nghiệm”, Tạp chí giáo dục, số 88/5-2005 (tr.34-35). - Cao Cự Giác, “Sử dụng các hình vẽ mô phỏng thí nghiệm để thiết kế bài tập hóa học thực nghiệm”, Tạp chí giáo dục, số 139/6-2006 (tr. 37-38). - Trần Trung Ninh, “Câu hỏi trắc nghiệm rèn kiến thức kĩ năng thí nghiệm hóa học cho học sinh lớp 11”, Tạp chí hóa học và ứng dụng, số 02(74)/2008 (tr.7-8). - Nguyễn Phú Tuấn, “Bài tập trắc nghiệm thực nghiệm trong hóa học ở trường phổ thông”, Tạp chí Dạy và học ngày nay, số 7-2008 (tr. 36-37, 43). - Nguyễn Thị Ngọc Xuân (2004), Phương pháp giải bài tập nhận biết – tách chất trong giảng dạy hóa học ở trường THPT, Khóa luận tốt nghiệp, ĐHSP Tp.Hồ Chí Minh. Nội dung của các bài nghiên cứu đề cập đến vấn đề: thiết kế TNHH bằng phần mềm tin học trong việc thiết kế BTHH thực nghiệm, một số phương pháp giải bài tập thực nghiệm và cách thiết kế BTHH thực nghiệm… Tuy nhiên các bài nghiên cứu chưa hệ thống và chưa đi vào việc nghiên cứu phương pháp thiết kế và sử dụng BTHH thực nghiệm trong quá trình dạy học ở trường THPT. Vì vậy, chúng tôi đã nghiên cứu một cách hệ thống và đưa ra một số phương pháp thiết kế cũng như sử dụng bài tập thực nghiệm trong dạy học phần hoá học phi kim để có cái nhìn mới và sâu sắc hơn về BTHH thực nghiệm. 1.2. Mục tiêu và xu hướng phát triển giáo dục hiện nay ở trường THPT 1.2.1. Mục tiêu giáo dục hiện nay Theo Nghị quyết của Quốc hội khóa X, kì họp thứ 8 số 40/2000/QH10 ngày 09/12/2000 về đổi mới chương trình giáo dục phổ thông, “Mục tiêu của việc đổi mới chương trình giáo dục phổ thông là xây dựng nội dung chương trình, phương pháp giáo dục, SGK phổ thông mới nhằm nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện thế hệ trẻ, đáp ứng yêu cầu phát triển nguồn nhân lực phục vụ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, phù hợp với thực tiễn và truyền thống Việt Nam; tiếp cận trình độ giáo dục phổ thông ở các nước phát triển trong khu vực và thế giới. Việc đổi mới chương trình giáo dục phổ thông phải quán triệt mục tiêu, yêu cầu về nội dung, phương pháp giáo dục của các bậc học, cấp học quy định trong Luật giáo dục; khắc phục những mặt còn hạn chế của chương trình, SGK hiện hành; tăng cường tính thực tiễn, kỹ năng thực hành, năng lực tự học; coi trọng kiến thức khoa học xã hội và nhân văn; bổ sung những thành tựu khoa học và công nghệ hiện đại phù hợp với khả năng tiếp thu của HS. Bảo đảm sự thống nhất, kế thừa và phát triển của chương trình giáo dục; tăng cường tính liên thông giữa giáo dục phổ thông với giáo dục nghề nghiệp, giáo dục đại học; thực hiện phân luồng trong hệ thống giáo dục quốc dân để tạo sự cân đối về cơ cấu nguồn nhân lực; bảo đảm sự thống nhất về chuẩn kiến thức và kỹ năng, có phương án vận dụng chương trình, SGK phù hợp với hoàn cảnh và điều kiện của các địa bàn khác nhau. Đổi mới nội dung chương trìnhSGK, phương pháp dạy và học phải được thực hiện đồng bộ với việc nâng cấp và đổi mới trang thiết bị dạy học, tổ chức đánh giá, thi cử, chuẩn hoá trường sở, đào tạo, bồi dưỡng GV và công tác quản lý giáo dục.” 1.2.1.1. Mục tiêu tổng quát “Giáo dục THPT nhằm giúp HS củng cố và phát triển những kết quả của giáo dục trung học cơ sở, hoàn thiện học vấn phổ thông và những hiểu biết thông thường về kỹ thuật và hướng nghiệp để tiếp tục học đại học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp, học nghề hoặc đi vào cuộc sống lao động” (Điều 23, mục 2, chương II của Luật Giáo dục). 1.2.1.2. Mục tiêu cụ thể Học xong THPT, học sinh cần đạt được yêu cầu chủ yếu sau: - Hình thành và củng cố các giá trị về tư tưởng, đạo đức, lối sống phù hợp với mục tiêu chung của giáo dục phổ thông, mục tiêu giáo dục của cấp học và thích hợp với trình độ, lứa tuổi học sinh THPT. Đó là tình yêu gia đình, quê hương, đất nước; ý thức giữ gìn và phát huy các giá trị văn hoá, truyền thống dân tộc, tiếp thu tinh hoa văn hoá nhân loại; trung thành với lý tưởng độc lập dân tộc gắn liền với chủ nghĩa xã hội, sẵn sàng bảo vệ tổ quốc; có lòng nhân ái, ứng xử hợp đạo lý, có văn hoá; sống lành mạnh, tự tin, giản dị, tiết kiệm; hiểu biết, tôn trọng và chấp hành pháp luật; quan tâm đến những vấn đề cấp bách của đất nước, của toàn cầu. - Củng cố, phát triển những nội dung đã học ở THCS, gồm những kiến thức cơ bản về Tiếng Việt, toán, lịch sử dân tộc; kiến thức khác về khoa học xã hội, khoa học tự nhiên, pháp luật, tin học, ngoại ngữ; có những hiểu biết cần thiết về kỹ thuật và hướng nghiệp, đảm bảo hoàn thành nội dung học vấn phổ thông về tự nhiên, xã hội và con người, gắn với cuộc sống cộng đồng và thực tiễn địa phương. - Tiếp tục phát triển và nâng cao các kỹ năng học tập chung và kỹ năng học tập bộ môn, đặc biệt là kỹ năng vận dụng kiến thức vào các tình huống học tập mới, vào thực tiễn sản xuất và đời sống; củng cố thói quen và phương pháp tự học, năng lực thu thập, xử lí và truyền đạt thông tin, khả năng phát hiện và giải quyết vấn đề, độc lập suy nghĩ, sáng tạo trong tư duy và hành động; có hiểu biết và kỹ năng cần thiết về kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp để có thể vận dụng trong cuộc sống lao động, trong việc lựa chọn hướng phát triển phù hợp với năng lực của bản thân. - Hiểu biết và có thói quen rèn luyện thân thể thường xuyên, đạt tiêu chuẩn rèn luyện theo lứa tuổi; giữ gìn vệ sinh cá nhân và môi trường; sử dụng thời gian hợp lý, biết cách làm việc và nghỉ ngơi khoa học. - Hiểu biết và có khả năng cảm thụ, đánh giá cái đẹp trong cuộc sống, có nhu cầu sáng tạo cái đẹp; sống hoà hợp với thiên nhiên và xã hội. 1.2.2. Xu hướng phát triển giáo dục * Với mục tiêu đẩy nhanh công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, phát triển nền kinh tế thị trường có định hướng xã hội chủ nghĩa, mở cửa hội nhập với các nước trong khu vực và trên thế giới, đòi hỏi giáo dục phải tạo ra được những con người lao động có tri thức, sáng tạo, thích ứng với mọi sự phát triển nhanh và đa dạng của xã hội. * Các PPDH truyền thống tuy đã khẳng định được những thành công nhất định, nhưng vẫn còn nhiều hạn chế. Phổ biến vẫn là thuyết trình, thiên về truyền thụ kiến thức một chiều, áp đặt, không áp dụng được các yêu cầu đã nêu. Hơn thế nữa, kiến thức cần trang bị cho HS tăng nhanh do thành tựu của cuộc cách mạng khoa học công nghệ, trong khi đó thời lượng dạy học có giới hạn và luôn có sức ép giảm tải vì nhu cầu của cuộc sống hiện đại. Do đó, chúng ta phải đổi mới PPDH theo hướng dạy cách học, cách suy nghĩ, dạy phương pháp tư duy. Cụ thể là: - Phát huy tính chủ động, sáng tạo trong quá trình nhận thức, vận dụng. - Tạo điều kiện cho HS tự lực phát hiện, tìm hiểu, đặt và giải quyết vấn đề. - Tăng cường trao đổi, thảo luận đối thoại để tìm chân lí. - Tạo điều kiện hoạt động hợp tác trong nhóm. - Tạo điều kiện cho HS tự đánh giá, đánh giá lẫn nhau. - Tận dụng tri thức thực tế của học sinh để xây dựng kiến thức mới. * Hoá học là một môn khoa học thực nghiệm, gắn liền với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, ứng dụng khoa học công nghệ phục vụ cuộc sống. Vì thế, DHHH hiện nay cũng có những đổi mới về phương pháp để phù hợp với xu hướng chung của giáo dục. Cụ thể là: - Khai thác đặc thù môn hoá học tạo ra các hình thức hoạt động đa dạng, phong phú, giúp HS chủ động tự chiếm lĩnh kiến thức và kĩ năng trong giờ học. - Khai thác triệt để các nội dung hoá học theo hướng liên hệ thực tế. - Tăng cường sử dụng các loại bài tập có tác dụng phát triển tư duy và rèn luyện kĩ năng thực hành hoá học. - Sử dụng các phương tiện kĩ thuật dạy học hiện đại và áp dụng các thành tựu của công nghệ thông tin trong DHHH. 1.3. Thí nghiệm hoá học Hoá học là một khoa học thực nghiệm. Vì vậy thí nghiệm là công cụ quan trọng không thể thiếu và có ý nghĩa rất lớn trong quá trình DHHH ở trường phổ thông, đồng thời cũng góp phần nâng cao chất lượng dạy học của bộ môn hoá học. 1.3.1. Khái niệm về thí nghiệm hoá học Theo Từ điển Tiếng Việt phổ thông, “thí nghiệm là gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định để quan sát, tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh.” Theo GS. Nguyễn Ngọc Quang, Nguyễn Cương: “Hình thức thí nghiệm là một phương pháp có hiệu quả để hình thành hệ thống các khái niệm hóa học, là một phương pháp dạy cho học sinh cách thức tư duy hợp lí, rèn luyện óc độc lập suy nghĩ và công tác, phát triển các kĩ năng kĩ xảo.” Do đó TNHH dùng trong dạy học ở trường phổ thông có thể hiểu là cách gây ra một hiện tượng hóa học, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định để nghiên cứu, học tập, qua đó hình thành cho HS cách thức tư duy và rèn luyện các kĩ năng, kĩ xảo cần thiết đối với môn học. 1.3.2. Phân loại thí nghiệm hoá học [52] Thông thường, tuỳ theo hoạt động của GV và HS, trong DHHH ở trường phổ thông, người ta chia TNHH thành thí nghiệm của GV và thí nghiệm của HS. 1.3.2.1. Thí nghiệm của giáo viên * Thí nghiệm của GV: Là thí nghiệm do GV trực tiếp thực hiện, trình bày trước HS. Đây là hình thức thí nghiệm quan trọng nhất trong DHHH ở trường phổ thông. * Những ưu điểm của thí nghiệm do giáo viên thực hiện: - Trong giờ lên lớp, thí nghiệm do GV thực hiện thường nhanh, tốn ít thời gian. - Dụng cụ được chuẩn bị chu đáo, có chọn lọc, thường ít và đơn giản. - Có khả năng thực hiện những thí nghiệm phức tạp. - Có thể sử dụng những hoá chất độc, chất nổ trong những thí nghiệm cần thiết có thể thực hiện với khối lượng đủ lớn để HS quan sát. 1.3.2.2. Thí nghiệm của học sinh * Thí nghiệm của HS: Là những thí nghiệm do HS trực tiếp làm trong quá trình học tập. * Các loại thí nghiệm của học sinh: HS có thể thực hiện thí nghiệm trong các trường hợp sau: - Trong giờ học bài mới trên lớp: SGK, SGV có hướng dẫn những thí nghiệm cụ thể do HS làm nên GV có thể để HS thực hiện một số thí nghiệm nghiên cứu tính chất của các chất. - Trong giờ ôn tập, luyện tập: GV có thể dùng các thí nghiệm do HS thực hiện giúp HS khắc sâu, nhớ kiến thức lâu hơn. - Trong kiểm tra: GV cũng có thể dùng hình thức thí nghiệm để HS thực hiện các thí nghiệm để gợi nhớ những kiến thức đã học, đồng thời có kiểm tra những kĩ năng thí nghiệm của HS. Nói chung hình thức này còn ít được thực hiện. - Trong giờ thực hành: Tỉ lệ các bài thực hành trong SGK hoá học hiện hành đã tăng lên đáng kể (khoảng 9%). Các thí nghiệm do HS thực hiện trong các bài thực hành thường là những thí nghiệm đơn giản, dễ làm, dụng cụ đơn giản, hoá chất ít độc hại. * Các hình thức tiến hành thí nghiệm của học sinh : có thể tiến hành thí nghiệm do HS làm dưới các hình thức sau: - Thí nghiệm đồng loạt: Trong khi học bài mới ở trên lớp GV cho HS thực hiện một vài thí nghiệm nghiên cứu tính chất của chất. Đây là hình thức tổ chức cho một tiết dạy học hoá học tốt nhất, song do nhiều lí do khác nhau, nên đây là hình thức còn rất ít được thực hiện ở trường phổ thông. - Thực hiện theo nhóm: Trong cách tổ chức dạy học hiện tại, việc tổ chức cho HS theo nhóm đang được chú ý. Đối với các tiết học thực hành hoặc học bài mới, có thể cho HS thực hiện thí nghiệm theo nhóm. Một số HS thay nhau làm thí nghiệm, số còn lại quan sát, theo dõi, thảo luận. Hình thức dạy học có thí nghiệm do HS tự làm và thảo luận theo nhóm là cách tổ chức học có thể nói là hiệu quả nhất, cần phát triển nhưng cũng là khó khăn lớn cho GV. - Thí nghiệm ngoại khoá: Thường được tổ chức trong các buổi ngoại khoá, trong các ngày hội hoá học vui. Loại thí nghiệm tiến hành theo hình thức này giúp lôi cuốn, làm HS có hứng thú tìm tòi, học tập môn hoá học. - Thí nghiệm do HS tiến hành ngoài nhà trường: Trong những trường hợp cho phép, GV có thể giao nội dung, hướng dẫn cách tiến hành để HS thực hiện các thí nghiệm ở nhà. Đây là loại thí nghiệm và cách tiến hành rất đa dạng, phong phú hướng cho HS vận dụng kiến thức hoá học vào thực tiễn, giúp cho việc DHHH ở trường phổ thông mang tính thực tiễn cao hơn, giúp HS hứng thú học tập. Tóm tắt sự phân loại thí nghiệm hoá học ở trường phổ thông theo sơ đồ sau: Thí nghiệm hoá học ở trường phổ thông Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên Thí nghiệm của học sinh Thí nghiệm nghiên cứu bài mới Do giáo viên làm Thí nghiệm thực hành Thí nghiệm khi luyện tập, ôn tập kiến thức Do học sinh làm Thí nghiệm ngoại khoá Thí nghiệm nghiên cứu học tập Thí nghiệm vui Thí nghiệm tại nhà Do giáo viên và học sinhlàm Hình 1.1. Sơ đồ phân loại thí nghiệm hoá học ở trường phổ thông 1.3.3. Tác dụng, ý nghĩa của thí nghiệm hoá học [52, 33] a/ Thí nghiệm hóa học là tối cần thiết cho việc học hóa học - TNHH phản ánh chính xác hiện thực khách quan. Nó là cơ sở để HS tri giác trực tiếp những hiện tượng hóa học cụ thể, qua đó HS tiếp thu kiến thức từ hiện tượng quan sát được. - TNHH là cầu nối giữa lí thuyết và thực tiễn, là tiêu chuẩn để đánh giá tính chính xác của kiến thức. Ngoài ra nó còn là con đường rất thích hợp để rèn luyện cho HS kĩ năng, kĩ xảo thực hành và tư duy khoa học. b/ TNHH có vai trò quan trọng trong việc phát triển năng lực nhận thức của HS - Việc sử dụng thí nghiệm và những phương tiện trực quan trong DHHH đòi hỏi HS phải huy động toàn bộ các giác quan để cảm thụ kiến thức, nhờ đó các giác quan này được rèn luyện và phát triển. - Khi tự làm thí nghiệm, HS phải hình dung được kết quả và qui trình thí nghiệm. Khi tạo nên những biểu tượng như vậy, trí tưởng tượng của các em sẽ được phát triển. - Trong suốt quá trình làm thí nghiệm, HS phải quan sát đối chiếu hiện tượng quan sát được với lý thuyết. Sau đó phân tích các kết quả thí nghiệm, rồi tổng hợp lại để tìm ra mối liên hệ giữa hiện tượng bản chất. Thực hiện qui nạp, diễn dịch để đi tới kết luận khái quát hóa từ nhiều sự kiện riêng rẽ. Nhờ vậy khả năng tư duy của HS được phát triển. c/ TNHH có thể được dùng khi truyền thụ kiến thức mới hoặc khi củng cố, hoàn thiện kiến thức và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành cho HS. Nhìn chung, TNTH có thể được sử dụng trong mọi khâu của quá trình dạy học và có tác dụng to lớn trong việc nâng cao chất lượng dạy và học hóa học. 1.3.4. Những yêu cầu đối với thí nghiệm hoá học [52] Trong biểu diễn TNHH, người GV phải nhất thiết tuân theo các yêu cầu sau: * Bảo đảm an toàn: Khi tiến hành thí nghiệm GV phải bảo đảm tuyệt đối an toàn cho GV và HS. Muốn vậy, GV phải tuân thủ đúng các thao tác theo hướng dẫn (về dụng cụ, hoá chất, cách thực hiện thí nghiệm), thực hiện đúng các qui định về an toàn trong PTN. GV cần am hiểu những nguyên nhân có thể gây nguy hiểm, phải cẩn thận và có trách nhiệm cao. * Bảo đảm thí nghiệm thành công: Các thí nghiệm thực hiện trước HS phải có kết quả tốt, bảo đảm tính khoa học. Muốn bảo đảm thí nghiệm thành công GV phải: - Thực hiện đúng theo hướng dẫn, phải có kĩ năng thực hiện thí nghiệm thành thạo. Kĩ năng thực hiện thí nghiệm trong DHHH là sự tìm tòi đúc rút kinh nghiệm, sáng tạo của GV.