ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
TRƯƠNG HƯƠNG NHI
SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VÀ BÀI TẬP THỰC NGHIỆM
PHẦN HALOGEN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO HỌC SINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HÓA HỌC
HÀ NỘI – 2022
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
TRƯƠNG HƯƠNG NHI
SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VÀ BÀI TẬP THỰC NGHIỆM
PHẦN HALOGEN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO HỌC SINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HÓA HỌC
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MƠN
HĨA HỌC
Mã số: 8140212.01
Người hướng dẫn khoa học: TS. Vũ Thị Thu Hoài
HÀ NỘI – 2022
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài “Sử dụng thí nghiệm và
bài tập thực nghiệm phần Halogen nhằm phát triển năng lực thực nghiệm hóa
học cho học sinh”, luận văn được hồn thành với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân,
cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cơ, gia đình, bạn bè và các em học sinh.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu trường Đại học
Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội, phòng Đào tạo, khoa Sư phạm, q thầy/cơ đã
tận tình giảng dạy và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi học tập, nghiên cứu trong
q trình thực hiện luận văn.
Tơi xin cảm ơn sâu sắc đến TS. Vũ Thị Thu Hoài đã hướng dẫn tận tình và
đầy tâm huyết trong suốt q trình học tập và hồn thiện đề tài.
Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô giáo giảng dạy lớp
Cao học chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học bộ mơn Hóa học trường
Đại học Giáo Dục đã truyển đạt những kiến thức và kinh nghiệm q báu cho trong
suốt khóa học.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, quý thầy giáo, cô giáo và các em
học sinh tại hai trường THPT Chúc Động, THPT Nguyễn Du Trung tâm đã tạo điều
kiện, giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện đề tài.
Sau cùng tơi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã
luôn ủng hộ, động viên để tác giả hoàn thành luận văn.
Hà Nội, tháng 01 năm 2022
Học viên
Trương Hương Nhi
i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
STT
Chữ viết đầy đủ
Chữ viết tắt
1
BTThN
Bài tập thực nghiệm
2
BT ThNHH
Bài tập thực nghiệm hóa học
3
DHHH
Dạy học hóa học
4
ĐC
Đối chứng
5
GV
Giáo viên
6
HS
Học sinh
7
NL
Năng lực
8
NLThN
Năng lực thực nghiệm
9
NL ThNHH
Năng lực thực nghiệm hóa học
10
PP
Phương pháp
11
PPDH
Phương pháp dạy học
12
PP DHHH
Phương pháp dạy học hóa học
13
PTN
Phịng thí nghiệm
14
PTHH
Phương trình hóa học
15
ThN
Thực nghiệm
16
TN
Thí nghiệm
17
TNHH
Thí nghiệm hóa học
18
TNSP
Thực nghiệm sư phạm
19
THCS
Trung học cơ sở
20
THPT
Trung học phổ thông
ii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1.Bảng mô tả NL thực nghiệm hóa học ..........................................................9
Bảng 2.1. Các TNHH sử dụng trong dạy học phần Halogen ........................................33
Bảng 2.2. Bảng mô tả các tiêu chí và các mức độ đánh giá NL ThNHH .................71
Bảng 2.3. Bảng kiểm quan sát đánh giá năng lực thực nghiệm hóa học của giáo viên
với học sinh. ..............................................................................................................78
Bảng 2.4. Phiếu hỏi học sinh về mức độ đạt được năng lực thực nghiệm hóa học. .78
Bảng 3.1. Kế hoạch đánh giá sự phát triển NL ThNHH của HS ............................120
Bảng 3.2. Bảng tiêu chí của Cohen .........................................................................123
Bảng 3.3. Tổng hợp kết quả bảng kiểm quan sát của GV và HS đánh giá .............124
Bảng 3.4. Kết quả bài kiểm tra ................................................................................126
Bảng 3.5. Phân phối tần số, tần suất, tần suất lũy tích, của bài kiểm tra ................126
Bảng 3.6. Các tham số đặc trưng ............................................................................127
Bảng 3.7. Phân loại HS thông qua kết quả bài kiểm tra .........................................127
iii
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ - HÌNH VÀ SƠ ĐỒ
Biểu đồ 1.1. Mức độ sử dụng các PPDH của GV .....................................................21
Biểu đồ 1.2. Tầm quan trọng của phát triện NL ThNHH .........................................22
Biểu đồ 1.3. Đánh giá biểu hiện NL ThNN của HS..................................................22
Biểu đồ 1.4. Khó khăn của GV khi sử dụng TNHH .................................................23
Biểu đồ 1.5. Dạng TN được GV sử dụng..................................................................23
Biểu đồ 1.6. Tần suất HS thực hành TN ...................................................................24
Biểu đồ 1.7. Vai trò của NL ThNHH ........................................................................24
Biểu đồ 1.8. Mức độ u thích của HS với hình thức TN ........................................25
Biểu đồ 1.9. Thói quen khi tiến hành TN của HS .....................................................25
Biểu đồ 3.1. Đường lũy tích kết quả bài kiểm tra ...................................................127
Biểu đồ 3.2. Phân loại HS thông qua kết quả bài kiểm tra .....................................128
Hình 1.1. Mở NoxPlayer và ấn vào biểu tượng “Add APK file” .............................14
Hình 1.2. Phần mềm chemist by thix sau khi đưa vào Noxplayer ............................15
Hình 1.3. Giao diện phần mềm chemist by thix........................................................15
Hình 1.4. Một số tính năng của phần mềm chemist by thix .....................................15
Hình 2.1. Điều chế khí clo trong phịng thí nghiệm ..................................................35
Hình 2.2. Điều chế clo bằng phương pháp điện phân ...............................................36
Hình 2.3. Đốt natri trên đèn cồn ................................................................................37
Hình 2.4. Natri tác dụng với clo ................................................................................37
Hình 2.5. Na tác dụng với clo ...................................................................................38
Hình 2.6. Các bước thực hiện TN ảo điểu chế clo. ...................................................39
Hình 2.7. Sắt tác dụng với clo ...................................................................................39
Hình 2.8. TN Hiđro cháy trong clo ...........................................................................40
Hình 2.9. Clo tác dụng với axetilen ..........................................................................41
Hình 2.10. Thử tính tẩy màu của mước clo ẩm.........................................................41
Hình 2.11. Nước clo tác dụng với đồng kim loại ......................................................42
Hình 2.12. Clo tác dụng với muối của halogen có tính oxi hóa yếu hơn ..................43
Hình 2.13. Các bước thực hiện TN ảo clo tác dụng với muối của halogen yếu hơn 44
Hình 2.14. Điều chế khí hiđro clorua .......................................................................45
Hình 2.15. Thử tính tan của khí hiđro clorua ............................................................46
Hình 2.16. Tính axit của dung dịch axit clohiđric ....................................................47
Hình 2.17. Các bước thực hiện TN ảo điều chế và thử tính chất của HCl................48
Hình 2.18. Điều chế nước Gia-ven ...........................................................................48
Hình 2.19. Tính tẩy màu của nước Gia-ven ..............................................................49
Hình 2.20. Tính tẩy màu của nước gia-ven ...............................................................49
iv
Hình 2.21. Sự hịa tan của brom và iot trong dung mơi hữu cơ ................................50
Hình 2.22. Các bước TN ảo brom tác dụng với Al ...................................................52
Hình 2.23. Điều chế brom .........................................................................................53
Hình 2.24. Các bước TN ảo iot tác dụng với Al. ......................................................54
Hình 2.25. Sự thăng hoa của iot ................................................................................54
Hình 2.26.Các bước TN ảo sự thăng hoa của iot ......................................................55
Hình 2.27. I2 tác dụng với hồ tinh bột ......................................................................55
Hình 2.28. So sánh mức độ hoạt động của các halogen............................................57
Hình 2.29. Nhận biết muối halogenua ......................................................................58
Hình 2.30. Chứng minh tính chất đặc trưng của iot ..................................................87
Hình 2.31. Điều chế nước Gia ven ............................................................................88
Hình 2.32. Thử tính tẩy màu của nước Gia - ven......................................................88
Hình 2.33. Chứng minh tính chất của axit. ...............................................................89
Hình 2.34. Sơ đồ lắp đặt dụng cụ phản ứng của Br2 với Al .....................................95
Hình 2.35. Hiện tượng phản ứng của I2 với Al ........................................................96
Hình 2.36. Hướng dẫn sử dụng phần mềm chemist by thix .....................................97
Hình 2.37. TN nghiên cứu tính tan của HCl trong nước .........................................102
Hình 2.38. TN ảo điều chế clo ................................................................................103
Hình 2.39. Sơ đồ sản xuất axit clohiđric trong cơng nghiệp ...................................103
Hình 2.40. TN ảo thử tính tan của HCl ...................................................................107
Hình 2.41. Sơ đồ lắp đặt dụng cụ TN ảo MnO2 tác dụng với HCl.........................111
Hình 2.42. Hướng dẫn sử dụng phần mềm chemist by thix bài HCl ......................117
Sơ đồ 1.1. Phân loại thí nghiệm hóa học...................................................................11
v
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT...................................................................................ii
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ - HÌNH VÀ SƠ ĐỒ ................................................... iv
MỤC LỤC .................................................................................................................. vi
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN NĂNG
LỰC THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG.
..................................................................................................................................... 5
1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề ....................................................................................................5
1.1.1. Trên thế giới .......................................................................................................................5
1.1.2. Trong nước .........................................................................................................................5
1.2. Năng lực thực nghiệm hoá học .............................................................................................7
1.2.1. Khái niệm năng lực ............................................................................................................7
1.2.2. Một số năng lực cần phát triển cho học sinh trung học phổ thông ...................................7
1.2.3. Năng lực đặc thù của mơn hóa học trong trường trung học phổ thơng ............................7
1.2.4. Năng lực thực nghiệm hóa học ..........................................................................................8
1.3. Thí nghiệm hóa học ............................................................................................................10
1.3.1. Khái niệm và phân loại thí nghiệm hố học ....................................................................10
1.3.2. Vai trị của thí nghiệm trong dạy học hóa học ................................................................11
1.3.3. Thí nghiệm ảo và phần mềm mơ phỏng thí nghiệm ảo chemist by thix .........................13
1.4. Bài tập thực nghiệm hóa học ..............................................................................................16
1.4.1. Khái niệm về bài tập thực nghiệm hố học .....................................................................16
1.4.2. Vai trị của bài tập thực nghiệm hố học trong chương trình mơn hố học ở phổ thơng
....................................................................................................................................................16
1.4.3. Phân loại bài tập thực nghiệm hóa học ............................................................................16
1.5. Một số phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm. ............17
1.5.1. Phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực ...........................................17
1.5.2. Phương pháp dạy học sử dụng thí nghiệm theo định hướng phát triển năng lực ..17
1.5.3. Phương pháp dạy học hợp tác ..........................................................................................19
1.6. Thực trạng sử dụng thí nghiệm, bài tập thực nghiệm trong dạy học nhằm phát triển
năng lực thực nghiệm cho học sinh ở một số trường trung học phổ thơng. .......................20
1.6.1. Mục đích điều tra .............................................................................................................20
1.6.2. Đối tượng và phương pháp điều tra .................................................................................21
1.6.3. Kết quả và đánh giá .........................................................................................................21
vi
Tiểu kết chương 1...................................................................................................... 26
CHƯƠNG 2. PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO HỌC
SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN HALOGEN ....................................................... 27
2.1. Đặc điểm chung của phần Halogen ....................................................................................27
2.1.1. Đặc điểm vị trí phần Halogen ..........................................................................................27
2.1.2. Mục tiêu dạy học của phần Halogen ...............................................................................27
2.1.3. Cấu trúc nội dung phần Halogen .....................................................................................28
2.1.4. Phân tích nội dung kiến thức về thí nghiệm hóa học phần Halogen chương trình hóa
học phổ thơng .............................................................................................................................28
2.2. Ngun tắc, quy trình xây dựng hệ thống thí nghiệm nhằm phát triển năng lực thực
nghiệm cho học sinh trung học phổ thông.................................................................................30
2.2.1. Một số nguyên tắc khi tuyển chọn – sử dụng thí nghiệm hóa học phát triển năng lực
thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông ........................................................................30
2.2.2. Quy trình xây dựng thí nghiệm hóa học nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học
sinh trung học phổ thơng............................................................................................................31
2.2.3. Hệ thống thí nghiệm và nội dung thí nghiệm trong dạy học phần Halogen .............................33
2.3. Nguyên tắc, quy trình xây dựng bài tập thực nghiệm hóa học phát triển năng lực thực nghiệm
trong dạy học hóa học. ..................................................................................................................59
2.3.1. Nguyên tắc tuyển chọn và xây dựng bài tập thực nghiệm hóa học để phát triển năng lực
thực nghiệm hóa học cho học sinh ............................................................................................59
2.3.2. Quy trình tuyển chọn và xây dựng bài tập thực nghiệm hóa học để phát triển năng lực
thực nghiệm hóa học cho học sinh ............................................................................................59
2.3.3. Tuyển chọn, xây dựng bài tập thực nghiệm phần Halogen.............................................60
2.4. Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua dạy học phần
Halogen ......................................................................................................................................71
2.4.1. Tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm hóa học ...........................................................71
2.4.2. Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng thực thực nghiệm hóa học ..........................................75
2.5. Một số biện pháp nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ
thơng ...........................................................................................................................................81
2.5.1. Biện pháp 1: Sử dụng thí nghiệm thơng thường .............................................................81
2.5.2. Biện pháp 2: Sử dụng hình ảnh, thí nghiệm ảo và phương tiện kĩ thuật hiện đại ..........89
2.5.3. Biện pháp 3: Sử dụng BT ThNHH trong DHHH. ...........................................................97
2.5.4. Kế hoạch dạy học minh hoạ.......................................................................................... 101
Tiểu kết chương 2 ................................................................................................................... 118
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................... 119
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ...................................................................................... 119
vii
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ...................................................................................... 119
3.3. Nội dung và kế hoạch thực nghiệm sư phạm ..................................................................... 119
3.3.1. Đối tượng, địa bàn thực nghiệm sư phạm ....................................................................... 119
3.3.2. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm ...................................................................................... 119
3.3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ................................................................................ 120
3.3.4. Phương pháp xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm ....................................................... 121
3.4. Kết quả thực nghiệm ........................................................................................................ 123
3.4.1. Kết quả đánh giá năng lực thực nghiệm hóa học của sinh qua bảng kiểm quan sát ... 123
3.4.2. Kết quả đánh giá năng lực thực nghiệm hóa học học sinh qua bài kiểm tra ............... 126
3.5. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm .......................................................................... 128
Tiểu kết chương 3.................................................................................................... 129
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ......................................................................... 130
1. Kết luận ............................................................................................................................... 130
2. Khuyến nghị ........................................................................................................................ 130
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 132
viii
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Kinh tế và xã hội ngày càng phát triển đòi hòi chất lượng nguồn nhân lực cần
được nâng cao. Điều đó yêu cầu các cơ sở đào tạo cần nhanh chóng thốt khỏi mơ
hình giáo dục truyền thống, chuyển sang mơ hình theo định hướng tiếp cận năng lực
(NL) người học. Điều đó có nghĩa là phải thay đổi quan điểm, mục tiêu, phương
pháp dạy học, cụ thể cần quan tâm hơn đến việc người học vận dụng được các kiến
thức để làm được gì trong học tập và trong cuộc sống thơng qua việc học. Chương
trình giáo dục phổ thơng tổng thể ban hành ngày 26/12/2018 đã định hướng về
phương pháp giáo dục: “Các môn học và hoạt động giáo dục trong nhà trường áp
dụng các phương pháp tích cực hóa hoạt động của học sinh (HS), trong đó giáo
viên (GV) có vai trò tổ chức, hướng dẫn hoạt động cho HS, tạo mơi trường học tập
thân thiện và những tình huống có vấn để để khuyến khích HS tích cực tham gia vào
các hoạt động học tập, tự phát hiện NL, nguyện vọng của bản thân, rèn luyện thói
quen và khả năng tự học, phát huy tiềm năng và những kiến thức, kĩ năng đã được
tích lũy để phát triển. Như vậy, dạy học nói chung và dạy học hóa học (DHHH) nói
riêng đều phải hướng đến mục đích là hình thành và phát triển NL cho người học.
Hóa học là một mơn khoa học vừa lí thuyết vừa thực nghiệm có những ứng
dụng thiết thực trong cuộc sống. Theo như chương trình tổng thể mơn hóa học ban
hành ngày 26/12/2018 đã đề cập đến quan điểm xây dựng chương trình mơn hóa
học là phải đảm bảo được tính thực tiễn: “Chương trình mơn Hố học đề cao tính
thực tiễn; tránh khuynh hướng thiên về tính tốn; chú trọng trang bị các khái niệm
công cụ và phương pháp sử dụng công cụ, đặc biệt là giúp học sinh có kĩ năng thực
hành thí nghiệm, kĩ năng vận dụng các tri thức hố học”. Vì vậy, một trong những
NL quan trọng người GV cần hướng tới để hình thành và phát triển cho HS trong
DHHH là năng lực thực nghiệm (NLThN).
Tuy nhiên, trong thực tiễn DHHH phổ thông ở Việt Nam hiện nay, đặc biệt
là các trường ở khu vực nông thôn, phần lớn GV chưa có thói quen sử dụng phương
tiện dạy học, tình trạng “dạy chay, học chay” vẫn cịn tồn tại, HS quen với lối học
thụ động. Nguyên nhân là do điều kiện cơ sở vật chất, điều kiện thí nghiệm cịn hạn
chế: thiếu phịng thực hành, dụng cụ hóa chất chưa đầy đủ, GV còn ngại sử dụng
TN do mất thời gian, các thí nghiệm độc hại, trình độ một số HS cịn yếu…. Vì thế,
hiệu quả dạy học có thể chưa cao cũng như chưa phát triển được ở HS các NL cần
có đặc biệt là NLThN.
Xuất phát từ những lí do trên tơi chọn đề tài: “Sử dụng thí nghiệm và bài
tập thực nghiệm phần Halogen nhằm phát triển năng lực thực nghiệm hóa học
1
cho học sinh” với mong muốn góp phần giúp cho q trình dạy và học Hóa học ở
trường phổ thơng, đạt được mục đích của mơn học, đáp ứng mục tiêu đổi mới
PPDH theo định hướng phát triển NL người học.
2. Mục đích nghiên cứu
- Tìm hiểu thực trạng việc hình thành và phát triển NL ThNHH của HS THPT
thơng qua dạy học phần Halogen.
- Nghiên cứu, tuyển chọn, xây dựng hệ thống thí nghiệm hóa học (TNHH) và
bài tập thực nghiệm (BTThN) phần Halogen.
- Nghiên cứu cách sử dụng các TNHH và BTThN nhằm phát triển NL
ThNHH cho HS THPT.
3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Hệ thống TNHH và BTThN phần halogen
- Phương pháp dạy học hóa học (PP DHHH) có sử dụng hệ thống TN và bài
tập thực nghiệm hóa học (BT ThNHH) nhằm phát triển NL ThNHH cho HS THPT.
3.2 Khách thể nghiên cứu
- Q trình dạy- học mơn Hóa học ở trường THPT.
- NL ThNHH của HS THPT
4. Câu hỏi và giả thuyết nghiên cứu
4.1 Câu hỏi nghiên cứu
Dạy học phần Halogen có sử dụng hệ thống TN và BTThN như thế nào
nhằm phát triển NL ThNHH cho HS?
4.2. Giả thuyết nghiên cứu
Nếu GV xác định rõ những tiêu chí, biểu hiện của NL ThNHH và sử dụng hệ
thống TN, BTThN phù hợp với mục tiêu bài dạy kết hợp với các PPDH tích cực
trong các dạng bài khác nhau trong DHHH thì sẽ phát triển NL ThNHH cho HS,
góp phần nâng cao chất lượng dạy và học hóa học ở trường phổ thông.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận có liên quan đến đề tài bao gồm: các năng lực
(NL) cần phát triển cho HS, NL ThNHH, TN và BT ThNHH, các PPDH theo góc,
PPDH hợp tác, PP sử dụng TNHH và BT ThNHH nhằm phát triển NLThNHH cho
HS trong DHHH.
- Điều tra thực trạng việc sử dụng phối hợp các PPDH tích cực, TNHH và
BTThN nhằm phát triển NL ThNHH cho HS trong DHHH.
- Đề xuất một số giải pháp phát triển NL ThNHH cho HS trong dạy học phần
Halogen thông qua:
2
+ Phân tích cấu trúc, xác định những nội dung kiến thức về TN và BTThN
hóa học phần halogen, một số lưu ý về PPDH phần Halogen.
+ Lựa chọn, xây dựng các TN phần Halogen, vận dụng một số phần mềm thí
nghiệm ảo, cơng nghệ để cải tiến một số TN theo hướng đơn giản, hiện đại, tăng
tính hứng thú cho HS. Đề xuất một số phương pháp sử dụng chúng trong DHHH
nhằm phát triển NL ThNHH cho HS.
+ Xây dựng và tuyển chọn một số BT ThNHH sử dụng trong dạy học nhằm
phát triển NL ThNHH cho HS.
+ Thiết kế bộ công cụ đánh giá NL ThNHH cho HS thông qua dạy học
phần Halogen.
+ Thiết kế một số kế hoạch bài học phần Halogen có sử dụng TN và BTThN
hóa học nhằm phát triển NL THHH cho HS THPT.
+ Tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP), thu thập và xử lí dữ liệu để đánh
giá tính khả thi, hiệu quả của các nội dung đề xuất.
6. Phạm vi và giới hạn nghiên cứu
6.1. Phạm vi nghiên cứu
- Học sinh lớp 10.
- Phần Halogen trong chương trình hóa học THPT.
6.2. Giới hạn nghiên cứu
- Hệ thống các TNHH và BT ThNHH phần Halogen, dạy học phát triển NL ThNHH
cho HS.
7. Phương pháp tiếp cận nghiên cứu
7.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận
Nghiên cứu tổng quan về lí luận dạy học có liên quan đến đề tài gồm: cơng
trình nghiên cứu khoa học, bài báo khoa học, tài liệu về lí luận dạy học để tổng
quan cơ sở lí luận và xây dựng công cụ nghiên cứu; đặc biệt chú ý về NL ThNHH,
TNHH và BT ThNHH.
7.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Sử dụng PP điều tra, quan sát để đánh giá thực trạng việc sử dụng TN và
phát triển NL ThNHH cho HS.
- Sử dụng PP TNSP để đưa nội dung đề xuất vào thực tế dạy học, từ đó đánh
giá tính khả thi và hiệu quả.
7.3. Phương pháp thống kê toán học
Sử dụng PP thống kê toán học áp dụng trong nghiên cứu khoa học GD để xử
lí, phân tích kết quả TNSP.
3
8. Những đóng góp mới của đề tài
- Tổng quan cơ sở lí luận của luận văn về: NL, các NL cần phát triển cho HS
THPT trong DHHH; NL ThNHH bao gồm: khái niệm, cấu trúc, các biểu hiện của
NL ThNHH; TNHH và BT ThNHH bao gồm: khái niệm, vai trị, phân loại một số
PPDH tích cực theo định hướng phát triển NL ThNHH cho HS.
- Tiến hành tìm hiểu thực trạng sử dụng TN và BTThN trong DHHH ở
trường phổ thông trên địa bàn thành phố Hà Nội nhằm phát triển NL ThNHH cho HS.
- Lựa chọn, xây dựng hệ thống 21 TN phần Halogen, xây dựng 6 TN ảo thay
thế theo định hướng phát triển NL ThNHH cho HS.
- Xây dựng và tuyển chọn 27 BT ThNHH sử dụng trong dạy học nhằm phát
triển NL ThNHH cho HS.
- Xây dựng và xác định 3 biện pháp sử dụng hệ thống TN và BTThN phần
Halogen nhằm phát triển NL ThNHH cho HS đặc biệt là biện pháp sử dụng TN ảo.
- Thiết kế các trích đoạn và kế hoạch bài dạy minh họa cho các biện pháp.
- Xây dựng bộ công cụ đánh giá NL ThNHH cho HS.
- TNSP một số nội dung để kiểm chứng giả thuyết, xác định tính hiệu quả và
khả thi của các biện pháp đã đề xuất
9. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội
dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:
Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của vấn đề phát triển năng lực thực
nghiệm hóa học cho học sinh trung học phổ thông.
Chương 2. Phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh trong dạy
học phần halogen
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
4
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VẤN ĐỀ
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HÓA HỌC CHO HỌC SINH
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG.
1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề
1.1.1. Trên thế giới
Trên thế giới, đã có nhiều cuốn sách nói về TNHH. Trong cuốn Chemistry
Experiments for High School at Home xuất bản năm 2014 hai tác giả Christina
H. Swan và John D.Mays đã đưa ra hệ thống 19 TN hướng dẫn HS thực hiện tại nhà
mà không cần đến phòng TN. Trong mỗi TN, tác giả đưa ra: các dụng cụ (lưu ý khi
sử dụng dụng cụ) và hóa chất (kèm lưu ý an toàn trong khi TN); các bước tiến hành
TN chi tiết, cách xử lí và làm sạch sau thí nghiệm và một số câu hỏi thảo luận kèm
nhằm giúp học sinh ghi nhớ kiến thức và phát triển NLThN.
Trong cuốn The golden book of Chemistry Experiments, tác giả Robert
Brent và Harry Lazarus đã đưa ra hơn 200 TN hóa học đơn giản thường gặp giúp
phát triển NL ThN và hỗ trợ GV trong quá trình giảng dạy.
Tác giả Kevin Hutchings đã xây dựng 100 TN trong cuốn Classic chemistry
experiments. Với mỗi TN, người học có thể tự đặt câu hỏi và dự đoán hiện tượng
xảy ra, áp dụng kiến thức và kĩ năng đã có để sử dụng thiết bị và tiến hành TN dựa
trên hướng dẫn đã cho; khi kết thúc sẽ có những câu hỏi cần trả lời để đảm bảo TN
thành cơng.
Ngồi ra, cuốn sách khác như A Collection of Interesting General Chemistry
Experiments được viết bởi tác giả Paperback đã đưa ra 20 TN liên quan đến lĩnh
vực thực tiễn và đã được thử nghiệm. Trọng tâm các TN sẽ liên quan đến sản phẩm
và hóa chất trong cuộc sống hàng ngày; mỗi TN chứa nền tảng lí thuyết ngắn gọn
qua đó tạo hứng thú với người học trong quá trình học tập mơn hóa học cũng như
phát triển NLThN.
1.1.2. Trong nước
Nghiên cứu về vấn đề sử dụng TNHH và bài tập thực nghiệm trong dạy học
cũng như vấn đề phát triển năng lực thực nghiệm trong nước đã có một số cơng
trình của các tác giả trong các sách, tạp chí bài báo như:
- Tài liệu “Thí nghiệm thực hành – Phương pháp dạy học hóa học tập III”
của GS. TSKH Nguyễn Cương, PGS.TS Nguyễn Xuân Trường, PGS.TS Nguyễn
Thị Sửu, NXB Đại học sư phạm 2014.
- Vũ Thị Thu Hoài, Đào Hồng Hạnh, Nguyễn Thị Bích Hồng, Bùi Thị Hiên
(2017), Bồi dưỡng giáo viên kĩ năng phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho
học sinh trung học phổ thơng, Hội thảo Khoa học Quốc tế: “Phát triển năng lực sư
5
phạm cho đội ngũ giáo viên Khoa học tự nhiên đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục
phổ thông” ISBN, 978 - 604 -913- 655 - 9, NXB Đại học Sư phạm, p. 289 - 297.
- Nguyễn Thị Kim Ánh, Ông Thị Tuyết Thanh (2018), Một số biện pháp sử
dụng kênh hình trong dạy học phần dẫn xuất halogen - ancol - phenol (hóa học 11)
nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh, Tạp chí Giáo dục, Số 436 (Kì 2
- 8/2018), tr 50-54; 39.
- Lương Thị Lưu Yến, Nguyễn Thị Sửu, Vũ Thị Thu Hoài, Trần Thị Kim
Phượng (2017), Vận dụng phương pháp bàn tay nặn bột trong dạy học nhằm phát
triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh, Hội thảo Khoa học Quốc tế:
“Phát triển năng lực sư phạm cho đội ngũ giáo viên Khoa học tự nhiên đáp ứng yêu
cầu đổi mới giáo dục phổ thông” ISBN, 978 - 604 -913- 655 - 9, NXB Đại học Sư
phạm, p. 197 - 206.
- Nguyễn Thị Thúy (2016), Tuyển chọn, xây dựng và sử dụng các thí nghiệm
hóa học, bài tập thực nghiệm để tạo hứng thú rèn luyện tư duy cho học sinh qua dạy
học phần phi kim hóa học 10 nâng cao, Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, trường
Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội
- Lê Thị Tươi (2015), Sử dụng thí nghiệm Hóa học phát triển NL thực hành
cho học sinh thông qua dạy học chương Nito – photpho hóa học lớp 11, luận văn
thạc sĩ, Đại học Giáo dục.
- Vũ Thị Thu Hoài, Phạm Thị Tình (2018), Quy trình xây dựng hệ thống bài
tập thực nghiệm hóa học ở cấp trung học phổ thơng dựa theo cách tiếp cận của
phương pháp nghiên cứu bài học, Hội thảo Khoa học Quốc tế: “Giáo dục cho mọi
người” (Education for all), IBSN - 978 -604-626- 622-8, p. 241 - 253.
Nhìn chung, với tài liệu về TNHH các tác giả đã phần nào đề xuất được hệ
thống các TN cần biểu diễn và đưa ra một số phương án thực hiện giúp cho GV có
được sự lựa chọn tiến hành TNHH phù hợp với điều kiện thực tế và nhu cầu dạy
học của từng trường; nêu các chú ý quan trọng khi tiến hành TNHH nhằm giúp cho
GV thực hiện TN thành cơng và an tồn.
Bên cạnh đó, trong một số luận văn các tác giả đã đề cập về các dạng
BTThN; hệ thống các TN cần sử dụng trong chương trình THPT, hồn thiện kĩ
thuật và phương pháp tiến hành TNHH; sử dụng TN để khắc sâu kiến thức, rèn
luyện kĩ năng, đề xuất các biện pháp sử dụng TNHH góp phần nâng cao chất lượng
dạy học hóa học ở trường phổ thông.
Qua việc nghiên cứu các tài liệu, tôi thấy rằng việc sử dụng TN và BTThN
trong dạy học đã và đang thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu, nhất
là trong những năm gần đây. Tuy nhiên, do điều kiện khách quan và chủ quan về cơ
6
sở vật chất; trang thiết bị dạy học và NL của GV trong việc sử dụng công nghệ
thông tin, TN thực hành; các PPDH tích cực nhằm phát triển NL cho HS còn chưa
đồng đều và thường xuyên. Bên cạnh đó, hướng nghiên cứu khai thác TNHH và
BTThN để vận dụng vào bài học cụ thể để phát triển NL ThNHH ở HS đặc biệt là
sử dụng TN ảo và các phần mềm TNHH ảo cũng chưa có nhiều. Chính vì vậy, tơi
chọn nghiên cứu đề tài này với mong muốn góp một phần cơng sức của mình vào
việc nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa học ở trường THPT nói chung theo định
hướng phát triển NLThN ở HS nói riêng.
1.2. Năng lực thực nghiệm hố học
1.2.1. Khái niệm năng lực
Có rất nhiều định nghĩa về năng lực (NL) và khái niệm này đang thu hút sự
quan tâm của rất nhiều nhà nghiên cứu. Về NL của HS có một số định nghĩa sau:
Theo [25], PGS.TS Nguyễn Công Khanh cho rằng: “NL của HS là khả năng
làm chủ những hệ thống kiến thức, kỹ năng, thái độ, …phù hợp với lứa tuổi và vận
hành (kết nối) chúng một cách hợp lý vào thực hiện thành công nhiệm vụ học tập,
giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra cho chính các em trong cuộc sống”
Theo [7] NL là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất
sẵn có và q trình học tập, rèn luyện, khả năng huy động tổng hợp các kiến thức,
kĩ năng và thuộc tính cá nhân khác như: hứng thú, niềm tin, ý chí,... để thực hiện
thành cơng một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả như mong muốn trong những
điều kiện cụ thể.
Trong đề tài này,có thể hiểu: “NL là sự huy động và kết hợp hợp lí các kiến
thức, kĩ năng, thái độ, tình cảm,…và sự sẵn sàng tham gia các hoạt động tích cực
để thực hiện thành cơng các yêu cầu phức hợp của hoạt động trong bối cảnh
nhất định”.
1.2.2. Một số năng lực cần phát triển cho học sinh trung học phổ thông
Hiện nay theo quan điểm dạy học định hướng năng lực, có rất nhiều NL
chung cần được hình thành và phát triển cho HS phổ thơng. Theo [7], Chương trình
giáo dục phổ thơng tổng thể định hướng hình thành và phát triển cho học sinh
những năng lực chung sau: NL tự chủ và tự học, NL giao tiếp và hợp tác, NL giải
quyết vấn đề và sáng tạo
1.2.3. Năng lực đặc thù của mơn hóa học trong trường trung học phổ thông
Theo [8], các năng lực đặc thù mơn Hóa học bao gồm:
Năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học: NL sử dụng biểu tượng hóa học; NL
sử dụng thuật ngữ hóa học; năng lực sử dụng danh pháp hóa học.
7
NL thực nghiệm hóa học: NL tiến hành thí nghiệm, sử dụng TN an tồn; NL
quan sát, mơ tả, giải thích các hiện tượng TN và rút ra kết luận; NL xử lý thơng tin
liên quan đến TN.
NL tính tốn: Tính tốn theo khối lượng chất tham gia và tạo thành sau phản
ứng. Tính tốn theo mol chất tham gia và tạo thành sau phản ứng. Tìm ra được mối
quan hệ và thiết lập được mối quan hệ giữa kiến thức hóa học với các phép tốn
học. Vận dụng các thuật tốn để tính tốn trong các bài tốn hóa học.
NL giải quyết vấn đề thơng qua dạy học hóa học: Phân tích được tình huống
trong học tập mơn hóa học; phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học
tập mơn hóa học. Phát hiện được và biết tìm hiểu các thơng tin liên quan đến vấn đề
phát hiện trong các chủ đề hóa học. Đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề đã
phát hiện; lập được kế hoạch để giải quyết một số vấn đề đơn giản; thực hiện được
kế hoạch đã đề ra có sự hỗ trợ của GV. Thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề và
đưa ra kết luận chính xác.
NL vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống: Có NL hệ thống hóa kiến
thức; NL phân tích tổng hợp các kiến thức hóa học vận dụng vào cuộc sống thực
tiễn; NL phát hiện các nội dung kiến thức hóa học được ứng dụng trong các lĩnh
vực khác nhau; NL phát hiện các vấn đề trong thực tiễn và vận dụng kiến thức hóa
học để giải thích; NL độc lập sáng tạo trong việc xử lý các vấn đề thực tiễn.
Ngoài ra, theo [9] năng lực đặc thù hóa học được thể hiện qua các biểu hiện:
- NL nhận thức hóa học: Nhận thức được các kiến thức cơ sở về cấu tạo chất;
các q trình hố học; các dạng năng lượng và bảo tồn năng lượng; một số chất
hố học cơ bản và chuyển hoá hoá học; một số ứng dụng của hoá học trong đời
sống và sản xuất.
- NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học: Quan sát, thu thập
thơng tin; phân tích, xử lí số liệu; giải thích; dự đốn được kết quả nghiên cứu một
số sự vật, hiện tượng trong tự nhiên và đời sống.
- NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Vận dụng được kiến thức, kĩ năng
đã học để giải quyết một số vấn đề trong học tập, nghiên cứu khoa học và một số
tình huống cụ thể trong thực tiễn.
1.2.4. Năng lực thực nghiệm hóa học
1.2.4.1. Khái niệm năng lực thực nghiệm hóa học
Theo tài liệu [32], NLThN là khả năng vận dụng những kiến thức, 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.
8
NLThN của HS phổ thông là sự làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng,
thái độ và vận hành chúng một cách hợp lý để thực hiện thành công nhiệm vụ ThN
trong quá trình học tập ở trường phổ thơng. Q trình ThN có thể bao gồm các giai
đoạn: đề xuất giả thuyết thực nghiệm, thiết kế phương án ThN, tiến hành ThN và
thu thập kết quả ThN, phân tích kết quả ThN và rút ra kết luận khoa học.
Khi nói về NL ThNHH, theo tài liệu [1], NL ThNHH là khả năng người học
huy động, tổng hợp tất cả những kiến thức hóa học đã có, kĩ năng cần thiết để xử lí
thơng tin, các thuộc tính cá nhân khác như: hứng thú khám phá tri thức mới, sự say
mê học hỏi, niềm tin vào khoa học, ý chí kiên nhẫn,... để thực hiện thành cơng các
thao tác, kĩ thuật tiến hành thí nghiệm hóa học.
Ngồi ra, theo tài liệu [23], NL ThNHH là khả năng sinh viên có thể sử dụng
các dụng cụ TN, hóa chất tiến hành TN hóa học an tồn và thành cơng; quan sát,
mơ tả hiện tượng TN và xử lí các thơng tin liên quan đến TN để rút ra kết luận cần
thiết phục vụ cho bài dạy hóa học
NL ThNHH khơng chỉ là khả năng thực hiện các TNHH thành công, an tồn,
biết vận dụng kiến thức để giải thích một cách khoa học, chính xác các hiện tượng
ThN quan sát được nhằm rút ra kết luận cần thiết mà còn là vận dụng chúng trong
học tập cũng như giải quyết vấn đề thực tiễn.
NL ThNHH gắn với NL hành động tức là HS phải làm được, giải thích được,
vận dụng được kiến thức, kĩ năng để giải quyết được các nhiệm vụ học tập và các
vấn đề thực tiễn chứ không dừng lại ở mức độ hiểu. Theo đề tài, rèn luyện các kĩ
năng TN, đề xuất, cải tiến TN cho hiệu quả và vận dụng được kiến thức vào thực
tiễn cũng là yếu tố đóng vai trị quan trọng trong việc hình thành và phát triển NL
ThNHH cho HS.
1.2.4.2. Cấu trúc và biểu hiện của năng lực thực nghiệm hóa học
Tham khảo tài liệu [8] [15], đề tài đưa ra NL ThNHH bao gồm các NL sau:
NL xác định vấn đề nghiên cứu và thiết kế phương án TN, NL thực hành hóa học, NL
tổng hợp, phân tích, xử lí, trình bày kết quả và rút ra kết luận về kiến thức, NL đề
xuất để cải tiến TN hoặc đề xuất TN thay thế.
Bảng 1.1. Mô tả NL thực nghiệm hóa học
STT
1
NL thành phần của
NLThNHH
Các biểu hiện của NLThNHH
- NL xác định vấn đề + Xác định câu hỏi/ mục đích TN.
nghiên cứu và thiết kế + Đề xuất dự đoán, giả thuyết, phương án TN để
phương án TN.
nghiên cứu cho chủ đề học tập cụ thể.
+ Đề xuất các phương án TN.
9
+ Phân tích, lựa chọn và thiết kế được phương án TN
phù hợp.
+ Xác định đối tượng TN và đề xuất được
thiết bị, dụng cụ, hóa chất, nguyên liệu để tiến
hành TN.
+ Bố trí, thiết kế TN và xác định quy trình TN.
2
- NL thực hành hóa học
+ Hiểu và thực hiện đúng nội quy an tồn phịng TN.
+ NL tiến hành, thực
hiện được TN an tồn,
thành cơng.
+ Nhận dạng và lựa chọn đúng dụng cụ, hóa chất
để tiến hành TN.
+ Hiểu được tác dụng của các dụng cụ và hóa
+ NL quan sát, mơ tả chất cần thiết để làm TN.
hiện tượng TN xảy ra, + Lựa chọn các dụng cụ và hóa chất cần thiết
đồng thời giải thích dựa chuẩn bị cho các TN.
trên kiến thức khoa học + Lắp dụng cụ và tiến hành độc lập TN an tồn,
các hiện tượng TN và rút thành cơng một số TN đơn giản.
ra kết luận.
+ Thực hiện được một số TN phức tạp dưới sự
hướng dẫn của GV.
+ Biết cách quan sát, nhận xét hiện tượng xảy ra.
Mô tả chính xác các hiện tượng TN.
+ Giải thích dựa trên kiến thức khoa học các hiện
tượng TN xảy ra.
+ Viết được PTHH và rút ra kết luận về kiến thức.
3
- NL Tổng hợp, phân
tích, xử lí, trình bày
kết quả và rút ra kết
luận về kiến thức
4
- NL đề xuất để cải tiến + Đề xuất được các TN thay thế (cải tiến TN) để
TN hoặc đề xuất TN TN đơn giản, hiệu quả hơn, an toàn hơn, tận
thay thế.
+ Đọc được và vẽ các biểu đồ, đồ thị về các yếu tố của
phản ứng hố học.
+ Xử lí các thơng tin, số liệu ThN có liên quan đến
TNHH.
+ Trìh bày kết quả nghiên cứu.
+ Rút ra kết luận chung về kiến thức liên quan.
dụng được hóa chất sẵn có trong phịng TN hoặc
các hóa chất có sẵn trong đời sống.
1.3. Thí nghiệm hóa học
1.3.1. Khái niệm và phân loại thí nghiệm hoá học
Theo Từ điển tiếng Việt NXB khoa học xã hội 1992, TN có 2 nghĩa. Nghĩa
thứ nhất là gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định
10
để quan sát, tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh. Nghĩa thứ hai là “làm
thử để rút kinh nghiệm”.
Một định nghĩa khác, theo Đại từ điển tiếng Việt NXB Văn hóa thơng tin
1999, TN là “làm thử theo những điều kiện, nguyên tắc đã được xác định để nghiên
cứu, chứng minh”.
Trong đề tài nghiên cứu này, khái niệm TN được giới hạn trong một phạm vi
hẹp hơn là “thực hiện các phản ứng, q trình hóa học phục vụ cho việc DHHH”
Tham khảo một số tài liệu [2], [11], [14], [26] TN có thể được sử dụng trong
tất cả các khâu của quá trình dạy học. Trong trường phổ thơng hiện nay, thường sử
dụng các hình thức TN sau đây: TN biểu diễn của GV dùng trong nghiên cứu bài
mới, trong khâu hoàn thiện kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo và ngay cả khi kiểm tra, đánh
giá; TN của HS khi học trên lớp, TN thực hành, TN ngoại khóa của HS.
Sơ đồ 1.1. Phân loại thí nghiệm hóa học
1.3.2. Vai trị của thí nghiệm trong dạy học hóa học
Tham khảo các tài liệu [2], [14], [26], TN có vai trị rất quan trọng trong q
trình nhận thức của con người về thế giới nói chung; trong nghiên cứu khoa học nói
riêng. TN là một phần của hiện thực khách quan, được thực hiện trong những điều
kiện đặc biệt, trong đó con người có thể chủ động tác động vào các yếu tố trong quá
trình diễn ra TN để phục vụ cho những mục đích nhất định. TN giúp con người phát
hiện ra cái bản chất ẩn sâu bên trong; kiểm chứng và làm sáng tỏ những giả thuyết
khoa học. Không chỉ trong nghiên cứu khoa học mà trong dạy học hố học, TN
cũng có vị trí đặc biệt quan trọng.
1.3.2.1. Thí nghiệm là phương tiện trực quan
Khi được tiếp xúc trực tiếp hay gián tiếp với TN, HS được làm quen với các
chất hoá học, nắm bắt các tính chất vật lý hay hố học của chúng. Mỗi chất khác
nhau mang một màu riêng biệt nếu không được quan sát trực tiếp HS sẽ rất khó
hình dung được màu sắc đó như nào. Khi được mắt thấy tai nghe, HS sẽ nắm vững
11
hơn các khái niệm, định luật và công việc ghi nhớ trở nên dễ dàng hơn. Nếu khơng
có TN:
- GV sẽ tốn nhiều thời gian để giảng giải nhưng có thể vẫn khơng rõ và hết ý
vì mọi thứ đơi khi không thể diễn đạt trọn vẹn bằng lời. Lời nói rất trừu tượng
nhưng các TN lại rất cụ thể. Được quan sát và GV nhấn mạnh những điều rút ra từ
trong TN, HS sẽ học tập mơn hố một cách nhẹ nhàng, khơng cịn gị bó, khơ khan.
- Mỗi HS có một cách nghĩ, một khả năng tưởng tượng khác nhau, nếu GV mô
tả hiện tượng bằng lời, các em sẽ khó hiểu bài vì khơng có những hình ảnh rõ ràng
cụ thể về các chất. Ví dụ: phản ứng tạo kết tủa nhơm hiđroxit dạng keo. Nếu khơng
có TN HS khó hình dung dạng keo là như thế nào.
- HS sẽ chóng qn khi khơng hiểu bài, khơng có ấn tượng sâu sắc bằng các
hình ảnh cụ thể. Hình ảnh trực quan sinh động thường dễ nhớ hơn so với ngôn ngữ
trừu tượng, nhất là đối với các em HS THPT.
1.3.2.2. Thí nghiệm là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn
Trong hố học, có nhiều TN gắn với đời sống, với các quy trình cơng nghệ. Vì
thế, thực hiện TN giúp học sinh vận dụng các điều đã học vào thực tế cuộc sống;
quá trình dạy học phải gắn liền với thực tế. Khi quan sát TN; HS ghi nhớ các TN,
HS sẽ hình dung lại kiến thức và giải thích được hiện tượng một cách dễ dàng nếu
gặp lại trong cuộc sống.
1.3.2.3. Phát triển tư duy.
Đứng trước TN, HS sẽ tăng cường sức chú ý đối với các hiện tượng nghiên
cứu, tiến hành các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa ...
để rút ra kết luận đúng đắn. Khi được trực tiếp tiến hành TN và quan sát những hiện
tượng hóa học, HS sẽ tin tưởng vào kiến thức đã học. Nếu như chưa quan sát được
hiện tượng, học sinh sẽ hoài nghi về những hiện tượng.
1.3.2.4. Tạo hứng thú cho học sinh.
So với những bài giảng lý thuyết khơ khan, HS sẽ u thích những tiết học
có gắn liền với các TN hơn. Nếu được quan sát được những TN hấp dẫn, HS sẽ
muốn khám phá tìm hiểu những TN và tính chất hóa học của các chất từ đó kích
thích hứng thú học tập của các em.
1.3.2.5. Rèn luyện kĩ năng thực nghiệm
Khi thực hiện TN, HS phải làm đúng các thao tác cần thiết, sử dụng lượng hóa
chất thích hợp để đảm bảo an tồn. Từ đó, HS được rèn luyện kĩ năng thao tác và
phát triển kĩ năng giải quyết vấn đề. HS sẽ hình thành những đức tính cần thiết của
người lao động mới: cẩn thận, ngăn nắp, kiên nhẫn, trung thực, chính xác, khoa học,
kĩ thuật,…Đây là điều mà TN ảo khơng có được.
12
TN do tự tay GV làm sẽ là khuôn mẫu về thao tác cho HS học tập và làm
theo, để rồi sau khi HS làm TN, các em sẽ học được cả cách thức làm TN. TN do
GV trình bày sẽ giúp cho việc hình thành những kĩ năng TN đầu tiên ở HS một cách
chính xác.
1.3.3. Thí nghiệm ảo và phần mềm mơ phỏng thí nghiệm ảo chemist by thix
1.3.3.1. Khái niệm về thí nghiệm ảo
Sử dụng TN ảo (Virtual Experiment) trong dạy học là một công cụ trực quan
nhằm tăng cường sự quan tâm, kích thích khả năng tìm tịi và kích hoạt tư duy của
HS. GV có thể sử dụng TN ảo để tổ chức dạy học thực hành TN thay thế cho phòng
TN truyền thống.
Tham khảo một số tài liệu [21], [27], [33] TN ảo là TN được xây dựng từ các
dụng cụ hóa chất, các đối tượng được tạo ra từ môi trường ảo của máy trính dưới
dạng video hay hình ảnh kĩ thuật số. TN ảo mơ phỏng các hoạt động trong phịng
TN một cách thực tế có tính tương tác cao, giao diện thân thiện với người dùng. TN
ảo có thể ghi lại hiện tượng của những phản ứng, điều kiện tới hạn khó xảy ra trong
tự nhiên hay khó thu được trong phịng TN truyền thống từ đó giúp người học hiểu
rõ hơn bản chất của vấn đề.
Các TN ảo thực hiện trên các phần mềm lập trình sẵn có ưu điểm là phù hợp
với các TN độc hại, khó thực hiện như phần halogen khắc phục những khó khăn về
trang thiết bị hóa chất dụng cụ,an tồn và quan trọng là HS có thể tự thực hiện q
trình nghiên cứu, tìm tịi để khám phá kiến thức mà khơng bị sắp đặt trước như các
video ghi hình TN thực hay TN làm mơ phỏng sẵn. Ngồi ra, có thể được sử dụng
TN ảo trong các trường hợp là TN thật có chứa yếu tố rủi ro, tốn kém, mất nhiều
thời gian, cơng sức để hồn thành trong mơi trường phịng TN truyền thống; hay
TN địi hỏi độ chính xác cao và yêu cầu kĩ năng của người thực hiện cao. Trong
hình thức dạy học trực tuyến, việc sử dụng TN ảo là một biện pháp phù hợp. TN ảo
cũng được đề cập đến trong mục hướng dẫn thực hiện Chương trình Hóa học 2018
về thiết bị dạy học. Mặc dù khơng thể thay thế TN thật nhưng TN ảo là một cơng cụ
hữu ích trong cả dạy học lẫn nghiên cứu khoa học
1.3.3.2. Giới thiệu về phần mềm mơ phỏng thí nghiệm ảo chemist by thix
Có thể thiết kế các TN ảo một cách thủ công bằng các phần mềm thiết kế
hoạt hình chuyên dụng như Macromedia Flash hay vận dụng các hiệu ứng hoạt hình
trong phần mềm trình chiếu Powerpoint. Tuy nhiên để tiết kiệm thời gian, GV có
thể sử dụng các phòng TN ảo đặc thù cho từng bộ mơn, nơi có cung cấp đầy đủ các
dụng cụ, hóa chất và cơng cụ để trình chiếu, biểu diễn theo kịch bản của người thiết
13
kế. Phịng TN hóa học ảo: cung cấp các dụng cụ, hóa chất thiết bị TN ảo giúp người
dùng lắp ráp, thiết kế, xây dựng TN tương tự như phòng TN thật.
Phầm mềm chemist by thix là một phòng TN ảo với hệ thống hóa chất, dụng
cụ đa dạng bao gồm: 180 hóa chất vơ cơ và 60 hóa chất hữu cơ. Trong phần mềm
chemist by thix, GV cũng như HS có thể thao tác dể dàng với đa dạng dụng cụ,
không chỉ tiến hành các TN đơn giản mà cả các TN phức tạp. Đặc biệt, với phòng
TN ảo này, trong khi thực hiện nếu người dùng thao tác khơng chuẩn có thể gây nên
vỡ đồ thủy tinh như trong phịng TN thật.
Bên cạnh đó, người sử dụng có thể điều chỉnh lượng chất theo số mol, khối
lượng hay thể tích; các điều kiện thực hiện TN như nhiệt độ, độ ẩm, môi trường
chân không,…hoặc tăng hay giảm tốc độ TN để quan sát hiện tượng dễ hơn hay
hiển thị nhanh chóng hơn. Đặc biệt, ở mỗi phản ứng xảy ra sẽ hiện thị các phương
trình hóa học tương ứng cũng như một số phản ứng phụ có thể xuất hiện trong quá
trình thực hiện. Như vậy, phần mềm chemist by thix là công cụ hữu dụng cho GV
và HS sử dụng để phát triển NL ThNHH cho HS.
Nếu dùng điện thoại, người dùng chỉ cần tải phần mềm về máy và tiến hành
các bước làm TN. Nếu sử dụng máy tính, ta cần cài đặt phần mềm giả lập điện thoại
Cài đặt phần mềm chemist by thix trên máy tính như sau:
Bước 1: Cài đặt giả lập NoxPlayer: Để chạy được phần mềm chemist by thix trên
máy tính một cách hiệu quả và nhanh chóng thì cần chạy trên ứng dụng giả lập
NoxPlayer.
Bước 2: Tải phần mềm chemist by thix về máy tính (tải phiên bản từ 5.0 trở lên để
có thêm 60 hóa chất hữu cơ mà các phiên bản khác chưa có)
Bước 3: Chạy phần mềm chemist by thix bằng giả lập NoxPlayer:
- Mở giả lập NoxPlayer: giao diện máy tính sẽ hiện ra như hình 1.1
Hình 1.1. Mở NoxPlayer và ấn vào biểu tượng “Add APK file”
14
- Ấn chuột vào “Add APK file”, sau đó chọn file chemist by thix đã tải ở trên. Trên
giao diện NoxPlayer sẽ hiện biểu tượng của phần mềm như hình 1.2
Hình 1.2. Phần mềm chemist by thix sau khi đưa vào Noxplayer
- Ấn vào biểu tượng phần mềm chemist by thix để chạy phần mềm và bắt đầu tiến
hành TN ảo. Khi mở phần mềm, giao diện hiện ra như hình 1.3
Hình 1.3. Giao diện phần mềm chemist by thix
- Hình 1.4 là một số tính năng của phần mềm
Hình 1.4. Một số tính năng của phần mềm chemist by thix
+) “Explosion”: phản ứng có thể bị nổ (có thể bật để HS dễ quan sát sự nguy hiệm
nếu thực hiện tương tự trong thực tế).
+) “Audio effect”: hiệu ứng âm thanh (có thể bật hoặc tắt) giúp cho quá trình thưc
hiện TN trở nên sinh động hơn.
+) “Temperature”: điều chỉnh nhiệt độ tùy ý để phản ứng xảy ra như mong muốn.
+) “Air”: Lựa chọn môi trường thực hiện TN: chân khơng, chỉ có oxi hoặc tự nhiên
+) “Speed of time”: điều chỉnh thời gian nhanh hoặc chậm lại tùy theo từng TN.
15