ỨNG DỤNG PHẦN MỀM XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC ẢO TRONG DẠY HỌC THÍ NGHIỆM HÓA HỌC LỚP 10 NHẰM PHÁT TRIỂN KĨ NĂNG THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.04 MB, 102 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
NGUYỄN MINH PHƯỢNG
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM
XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC ẢO
TRONG DẠY HỌC THÍ NGHIỆM HÓA HỌC LỚP 10
NHẰM PHÁT TRIỂN KĨ NĂNG THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM
CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH SƯ PHẠM HÓA HỌC
Hà Nội, 2019
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM
XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC ẢO
TRONG DẠY HỌC THÍ NGHIỆM HÓA HỌC LỚP 10
NHẰM PHÁT TRIỂN KĨ NĂNG THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM
CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH SƯ PHẠM HÓA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Vũ Phương Liên
Sinh viên thực hiện khóa luận: Nguyễn Minh Phượng
Hà Nội, 2019
LỜI CẢM ƠN
Quá trình viết và hoàn thành đề tài khóa luận tốt nghiệp này, em đã nhận
được nhiều sự giúp đỡ từ ThS.Vũ Phương Liên. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn
sâu sắc đến cô dành thời gian, công sức, sự nhiệt tình để hướng dẫn, giúp đỡ em
trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài một cách tốt nhất.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ban giám hiệu cùng các thầy cô giáo,
cán bộ các phòng – ban trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội đã
nhiệt tình giảng dạy và tạo điều kiện cho em trong quá trình học tập, nghiên cứu
và hoàn thành đề tài nghiên cứu của mình.
Em cũng xin cảm ơn ban giám hiệu, các thầy cô giáo, học sinh trường THPT
Trần Phú – Hoàn Kiếm Hà Nội đã cộng tác, giúp đỡ và tạo điều kiện giúp em trong
quá trình khảo sát thực trạng và thử nghiệm tại trường.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè đã
chia sẻ, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đề tài của mình.
Do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực tế, vốn kiến thức còn hạn
chế nên bản khóa luận tốt nghiệp không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất
mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô để em học thêm được nhiều
kinh nghiệm và hoàn thành tốt hơn đề tài của mình.
Em xin trân trọng cảm ơn.
Hà Nội, ngày 07 tháng 05 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Minh Phượng
DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
Viết tắt
Viết đầy đủ
CN
Công nghiệp
GV
Giáo viên
HĐ
Hoạt động
HS
Học sinh
PTHH
Phương trình hóa học
PTN
Phòng thí nghiệm
TCHH
Tính chất hóa học
THPT
Trung học phổ thông
TN
Thực nghiệm
SGK
Sách giáo khoa
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
1.
Lý do chọn đề tài .......................................................................................... 1
2.
Lịch sử nghiên cứu vấn đề ........................................................................... 2
3.
Mục đích nghiên cứu.................................................................................... 4
4.
Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................... 4
4.
Đối tượng, khách thể nghiên cứu ................................................................. 4
5.
Không gian và đối tượng nghiên cứu........................................................... 4
6.
Câu hỏi nghiên cứu ...................................................................................... 4
7.
Giả thuyết nghiên cứu .................................................................................. 5
8.
Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 5
9.
Cấu trúc đề tài ............................................................................................. 5
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TRẠNG DẠY HỌC THÍ NGHIỆM
HÓA HỌC LỚP 10 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM THÍ NGHIỆM ẢO TẠI
TRƯỜNG THPT TRẦN PHÚ – HOÀN KIẾM HÀ NỘI .................................. 6
1.1 Đổi mới dạy học theo định hướng phát triển năng lực ................................ 6
1.1.1Một số quan điểm chỉ đạo đổi mới giáo dục trung học ............................... 6
1.1.2Những định hướng đổi mới chương trình giáo dục phổ thông .................... 7
1.1.3Đổi mới phương pháp dạy học ở trường trung học phát triển năng lực học
sinh ............................................................................................................. 8
1.2 Năng lực ứng dụng công nghệ thông tin được hình thành qua môn Hóa
học ................................................................................................................ 9
1.2.1Khái niệm năng lực ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học hóa học 9
1.2.2Cấu trúc khung năng lực ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học dành
cho sinh viên sư phạm hóa học .................................................................. 10
1.2.3Sử dụng khung năng lực trong quá trình rèn luyện năng lực ứng dụng công
nghệ thông tin trong dạy học hóa học cho sinh viên sư phạm hóa ........... 12
1.3 Một số phần mềm thí nghiệm ảo được ứng dụng trong các môn khoa học tự
nhiên ........................................................................................................... 13
1.3.1Ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo trong môn Vật Lý.............................. 13
1.3.2Ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo trong môn Sinh học .......................... 15
1.4 Ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry 6.05 trong môn
hóa học ....................................................................................................... 15
1.4.1Giới thiệu phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry 6.05 ................ 15
1.4.2Cách tạo một thí nghiệm trên phần mềm Crocodile Chemistry 6.05 ........ 22
1.5 Thực trạng dạy học thí nghiệm hóa học lớp 10 ứng dụng phần mềm thí
nghiệm ảo tại trường THPT Trần Phú – Hoàn Kiếm, Hà Nội ................... 23
1.5.1Mục đích và đối tượng điều tra .................................................................. 23
1.5.2Phương pháp và tiến hành điều tra ........................................................... 23
1.5.3Kết quả điều tra.......................................................................................... 24
1.5.4Đánh giá kết quả điều tra .......................................................................... 24
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM................................. 29
2.1 Quy trình thiết kế thí nghiệm ..................................................................... 29
2.2 Phân loại các thí nghiệm ............................................................................ 30
2.2.1Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên ........................................................... 30
2.2.2Thí nghiệm của học sinh ............................................................................ 32
2.2.3Thí nghiệm thực hành ................................................................................ 38
2.3 Các bài giáo án ứng dụng phần mềm Crocodile Chemistry 6.05 .............. 38
2.3.1Giáo án “Bài 23: Hidroclorua – Axit Clohiric và muối Clorua” hóa học lớp
10
........................................................................................................... 38
2.3.2Giáo án “Bài 9: Axit Nitric và muối Nitrat” hóa học lớp 11 .................... 49
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM ........................................................................ 60
3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm................................................................. 60
3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ................................................................ 60
3.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm ................................................................. 60
3.3.1Chọn đối tượng, địa bàn thực nghiệm sư phạm......................................... 60
3.3.2Tiến hành thực nghiệm sư phạm ................................................................ 61
3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm ................................................................... 77
3.4.1Mức độ đạt được mục tiêu về kiến thức ..................................................... 79
3.4.2Mức độ đạt được mục tiêu về kĩ năng ........................................................ 83
3.4.3Mức độ đạt được mục tiêu về năng lực ...................................................... 85
PHẦN KẾT LUẬN CHUNG ............................................................................ 88
1.
Kết luận đề tài ............................................................................................ 88
2.
Đề xuất khuyến nghị và các vấn đề cần được tiếp tục nghiên cứu ............ 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục đã và đang được toàn xã hội quan tâm,
đặc biệt trong giai đoạn hiện nay, khi mục tiêu hướng tới phát triển năng lực toàn
diện cho HS thì việc đổi mới từ mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học và kiểm
tra đánh giá là rất cần thiết. Xu thế giáo dục hiện nay là định hướng việc hình thành
cho HS các năng lực chung và năng lực đặc thù. Trong đó, năng lực công nghệ
thông tin là một năng lực quan trọng và cần thiết trong thời đại công nghệ 4.0 hiện
nay. Thông qua việc phát triển năng lực công nghệ thông tin, nguồn nhân lực quốc
gia được đào tạo và phát triển hơn.
Để phát triển năng lực công nghệ thông tin, HS cần được học tập và rèn luyện
ngay từ khi còn học dưới mái trường THPT. Năng lực công nghệ thông tin được
đào tạo trong trường phổ thông thông qua hai môn học là Tin học và Công nghệ.
Tuy nhiên, thông qua các môn học bộ môn khác, chúng ta vẫn có thể rèn luyện và
phát triển năng lực công nghệ thông tin cho HS dưới hình thức dạy học ứng dụng
công nghệ thông tin nhằm phát triển các năng lực cá nhân. Từ đó, phát triển các
kĩ năng cần thiết cho HS trong thời đại mới.
Hóa học là một bộ môn khoa học có cả lí thuyết và thực nghiệm, nghiên cứu
về thành phần, cấu trúc, tính chất, sự biến đổi chất, ứng dụng và cách điều chế,
tổng hợp, sản xuất, … Việc chú trọng đến dạy học thực hành hóa học tạo điều kiện
thuận lợi cho HS lĩnh hội hệ thống tri thức, rèn luyện kĩ năng thực hành, phát triển
tư duy, giúp HS hình thành thế giới quan khoa học đúng đắn. Tuy nhiên, lí thuyết
hóa học mang tính trừu tượng cao, do đó cần phải mô hình hóa, trực quan hóa sao
cho kiến thức hóa học trở nên dễ tưởng tượng và sinh động. Thí nghiệm hóa học
trên thực tế có nhiều thí nghiệm khó thực hiện, yêu cầu tính an toàn, thí nghiệm
1
hữu cơ thường kéo dài dẫn đến khó thực hiện được. Vì vậy việc ứng dụng phần
mềm thiết kế thí nghiệm ảo để hỗ trợ dạy học thí nghiệm sao cho hiệu quả là cần
thiết.
Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, nhiều phần
mềm thiết kế thí nghiệm ảo cho các môn khoa học tự nhiên được phát minh ra
nhằm phục vụ cho việc dạy và học bộ môn sao cho hiệu quả. Môn Hóa học với sự
ra đời của nhiều phần mềm thí nghiệm ảo như Chem Lab, Virtual Lab, PhET,
Crocodile Chemistry,… đã giúp ích được nhiều trong việc dạy và học thí nghiệm
hóa học phổ thông. Trong đó, phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry 6.05
là phần mềm mô phỏng thí nghiệm chân thực và khách quan giúp người dùng có
thể thiết kế được những thí nghiệm hóa học chính xác.
Xuất phát từ những lí do trên, em chọn đề tài: “Ứng dụng phần mềm xây
dựng thí nghiệm hóa học ảo trong dạy học thí nghiệm hóa học lớp 10 nhằm phát
triển kĩ năng thực hành thí nghiệm cho học sinh trung học phổ thông”.
2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề
Định hướng đổi mới giáo dục hiện nay theo định hướng phát triển năng lực.
Bên cạnh những năng lực đặc thù của môn học, năng lực ứng dụng công nghệ
thông tin là năng lực quan trọng trong thời đại hội nhập 4.0 hiện nay. Thông qua
việc ứng dụng các phần mềm hóa học vào giảng dạy và học tập, HS được rèn luyện
một phần về công nghệ thông tin. Qua tìm hiểu của em, em xin giới thiệu một vài
nghiên cứu có liên quan đến đề tài:
Bài báo giáo dục của nhóm tác giả Lý Huy Hoàng, Cao Cự Giác (3/2016)
đăng trên tạp chí Giáo dục với đề tài: “Thực trạng phát triển năng lực thực hành
thí nghiệm hóa học cho sinh viên sư phạm hóa học ở trường đại học” đã nghiên
cứu về năng lực thực hành hóa học và thực trạng phát triển năng lực thực hành hóa
học cho sinh viên sư phạm hóa học ở trường đại học.
2
Luận văn thạc sĩ của tác giả Đào Hồng Hạnh với đề tài: “Phát triển năng lực
thực hành hóa học cho học sinh thông qua dạy học chương Cacbon – Silic hóa học
lớp 11 trung học phổ thông” đã nghiên cứu về một số biện pháp phát triển năng
lực thực nghiệm hóa học cho học sinh thông qua dạy học chương Cacbon – Silic
hóa học lớp 11 trung học phổ thông.
Bài báo khoa học của thạc sĩ Nguyễn Thị Hương Dung với đề tài: “Ứng
dụng phần mềm Crocodile Chemistry thiết kế mô hình thí nghiệm ảo trong dạy
thực hành thí nghiệm hóa học” đăng trên Tạp chí Giáo dục số đặc biệt (11/2015)
đã nghiên cứu về việc thiết kế các thí nghiệm hóa học ảo trong chương trình hóa
học phổ thông.
Luận văn thạc sĩ giáo dục học của tác giả Vũ Oanh Kiều, trường đại học
sư phạm thành phố Hồ Chí Minh (2010) với đề tài “Ứng dụng công nghệ thông
tin thiết kế bài lên lớp nhằm nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn hóa học ở
trường Trung học cơ sở” đã nghiên cứu về thiết kế bài lên lớp thuộc chương trình
Trung học cơ sở có ứng dụng công nghệ thông tin, kết hợp các phương pháp dạy
học tích cực nhằm nâng cao việc dạy và học môn hóa ở cấp THCS.
Luận văn tốt nghiệp của tác giả Bùi Ánh Nguyệt, trường đại học sư phạm
Hà Nội 2 (2016) với đề tài: “Thiết kế các mô phỏng thí nghiệm trong hóa học phổ
thông lớp 10 (cơ bản)” đã nghiên cứu về việc vẽ mô phỏng thí nghiệm hóa học lớp
10 sử dụng phần mềm Edraw Max nhằm tạo hứng thú, phát huy tính sáng táo, tính
tích cực, tính tự giác trong quá trình học môn hóa ở trường THPT.
Tuy nhiên chưa có tác giả nào đề cập đến vấn đề ứng dụng phần mềm
Crocodile Chemistry 6.05 trong thiết kế thí nghiệm hóa học phần axit nhằm phát
triển kĩ năng thực hành cho học sinh THPT. Vì vậy, việc lựa chọn đề tài này là cần
thiết, phù hợp với xu hướng đổi mới giáo dục hiện nay, phù hợp với nhu cầu nâng
cao chất lượng dạy học hóa học ở các trường THPT.
3
3. Mục đích nghiên cứu
Ứng dụng được phần mềm Crocodile Chemistry trong dạy học thí nghiệm
hóa học lớp 10 trường trung học phổ thông Trần Phú – Hoàn Kiếm nhằm nâng cao
hiệu quả dạy học môn hóa học cho học sinh.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
-
Tổng quan các lý luận, nghiên cứu về dạy học thí nghiệm hóa học ứng dụng
phần mềm thí nghiệm ảo để làm cơ sở cho việc xây dựng và tổ chức dạy học thí
nghiệm Hóa học từ phần mềm Crocodile Chemistry 6.05
- Khảo sát thực trạng về việc ứng dụng phần mềm thiết kế thí nghiệm hóa học ảo
lớp 10 tại trường THPT Trần Phú – Hoàn Kiếm.
-
Xây dựng các bài giáo án dạy học hóa học có ứng dụng phần mềm Crocodile
Chemistry 6.05 trong dạy học thí nghiệm.
- Dạy học thí nghiệm hóa học phần axit lớp 10 có ứng dụng phần mềm Crocodile
Chemistry 6.05
-
Xây dựng và hoàn thiện 3 giáo án dạy học, thực nghiệm sư phạm 1 giáo án.
4. Đối tượng, khách thể nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
Ứng dụng phần mềm Crocodile Chemistry 6.05 trong dạy học thí nghiệm hóa
học lớp 10 phần axit.
4.2. Khách thể nghiên cứu
Quá trình dạy học thí nghiệm hóa học trường THPT Trần Phú – Hoàn Kiếm.
5. Không gian và đối tượng nghiên cứu
5.1.Không gian nghiên cứu: HS lớp 10A3 trường THPT Trần Phú – Hoàn Kiếm.
5.2.Đối tượng nghiên cứu: Ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo trong dạy học thí
nghiệm hóa học phổ thông.
6. Câu hỏi nghiên cứu
4
6.1.Phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo có được đưa vào dạy học thí nghiệm hóa học
phổ thông hay không?
6.2.Ảnh hưởng của việc dạy học thí nghiệm hóa học đối với học tập môn hóa học
của HS như thế nào?
7. Giả thuyết nghiên cứu
Học thí nghiệm hóa học thông qua thiết kế thí nghiệm trên phần mềm
Crocodile Chemistry 6.05 giúp học sinh quan sát được hiện tượng rõ ràng, sát với
thực tế, tăng tính chủ động, sáng tạo, nâng cao được kĩ năng thực hành thí nghiệm,
giúp các em hiểu rõ hơn lý thuyết được học. Bài giảng có sử dụng phần mềm
Crocodile Chemistry 6.05 giúp tiết học phong phú, mới lạ, đem lại chất lượng học
tập giảng dạy tốt hơn.
8. Phương pháp nghiên cứu
-
Phương pháp nghiên cứu lý luận (tìm kiếm tài liệu có liên quan đến đề tài).
-
Phương pháp nghiên cứu thực tiễn (điều tra, nghiên cứu thực tế dạy học thí
nghiệm lớp 10).
-
Phương pháp ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học (sử dụng phần mềm
để thiết kế thí nghiệm mô phỏng).
9. Cấu trúc đề tài
Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận
văn dự kiến được trình bày theo 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài và thực trạng dạy học hóa học ứng dụng phần
mềm thí nghiệm ảo tại trường THPT Trần Phú – Hoàn Kiếm, Hà Nội
Chương 2: Nội dung nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và thảo luận
5
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TRẠNG DẠY HỌC THÍ
NGHIỆM HÓA HỌC LỚP 10 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM THÍ NGHIỆM
ẢO TẠI TRƯỜNG THPT TRẦN PHÚ – HOÀN KIẾM HÀ NỘI
1.1 Đổi mới dạy học theo định hướng phát triển năng lực
1.1.1 Một số quan điểm chỉ đạo đổi mới giáo dục trung học
Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển từ chương trình
giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ
quan tâm đến việc HS học được cái gì đến chỗ quan tâm HS làm được cái gì qua
việc học. Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện thành công việc
chuyển từ phương pháp dạy học nặng về truyền thụ kiến thức sang dạy cách học,
cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực và phẩm chất;
đồng thời phải chuyển cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ
sang kiểm tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề chú trọng
kiểm tra đánh giá trong quá trình dạy học để có thể tác động kịp thời nhằm nâng
cao chất lượng của các hoạt động dạy học và giáo dục.
- Báo cáo chính trị Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI: “Đổi mới căn bản và
toàn diện giáo dục, đào tạo, nâng cao chất lượng nguồn nhân lực; đẩy mạnh nghiên
cứu, phát triển, ứng dụng khoa học, công nghệ; phát huy vai trò quốc sách hàng
đầu của giáo dục, đào tạo và khoa học, công nghệ đối với sự nghiệp đổi mới và
phát triển đất nước”.[1]
- Chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2011 – 2020 ban hành kèm theo
Quyết định 711/QĐ-TT ngày 13/6/2012 của Thủ tướng Chính phủ: "Tiếp tục đổi
mới phương pháp dạy học và đánh giá kết quả học tập, rèn luyện theo hướng phát
huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo và năng lực tự học của người học";
"Đổi mới kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông, kỳ thi tuyển sinh đại học, cao
6
đẳng theo hướng đảm bảo thiết thực, hiệu quả, khách quan và công bằng; kết hợp
kết quả kiểm tra đánh giá trong quá trình giáo dục với kết quả thi".[2]
- Nghị quyết số 44/NQ-CP, ngày 09/6/2014 Ban hành Chương trình hành
động của Chính phủ thực hiện Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm
2013 Hội nghị lần thứ tám Ban Chấp hành Trung ương 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 9 thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc
tế: “Đổi mới hình thức, phương pháp thi, kiểm tra và đánh giá kết quả giáo dục
theo hướng đánh giá năng lực của người học; kết hợp đánh giá cả quá trình với
đánh giá cuối kỳ học, cuối năm học theo mô hình của các nước có nền giáo dục
phát triển”. Những quan điểm, định hướng nêu trên tạo tiền đề, cơ sở và môi trường
pháp lý thuận lợi cho việc đổi mới giáo dục phổ thông nói chung, đổi mới đồng
bộ PPDH, KTĐG theo định hướng năng lực người học.[3]
1.1.2 Những định hướng đổi mới chương trình giáo dục phổ thông
Chương trình giáo dục phổ thông được xây dựng có sự chuyển từ chương
trình giáo dục định hướng nội dung dạy học sang chương trình giáo dục định
hướng năng lực.
Từ trước đến nay, kể cả chương trình hiện hành, về cơ bản vẫn là chương
trình định hướng nội dung. Theo cách tiếp cận nội dung, chương trình thường chỉ
nêu ra một danh mục đề tài, chủ đề của một lĩnh vực hay môn học nào đó cần dạy
và học. Tức là tập trung xác định và trả lời câu hỏi: Chúng ta muốn HS biết cái gì?
Nên chạy theo khối lượng kiến thức, ít chú ý dạy cách học, nhu cầu, hứng thú của
người học.
Chương trình mới chuyển sang định hướng năng lực, nhằm phát triển phẩm
chất và năng lực người học. Đó là cách tiếp cận nêu rõ học sinh sẽ làm được gì và
làm như thế nào vào cuối mỗi giai đoạn học tập trong nhà trường. Cách tiếp cận
7
này cũng đòi hỏi HS nắm vững những kiến thức, kĩ năng cơ bản nhưng còn chú
trọng yêu cầu vận dụng kiến thức, kĩ năng vào thực hành, giải quyết các tình huống
trong học tập và cuộc sống; tính chất và kết quả hoạt động cũng phụ thuộc rất
nhiều vào hứng thú, niềm tin, đạo đức… của người học nên chương trình cũng rất
chú trọng đến mục tiêu phát triển các phẩm chất của học sinh; phát triển các phẩm
chất chủ yếu và các năng lực chung mà mọi học sinh đều cần có, đồng thời phát
triển các phẩm chất và năng lực riêng của từng em; tập trung vào việc dạy và học
như thế nào?
Sự thay đổi căn bản trong cách tiếp cận này sẽ chi phối và bắt buộc tất cả
các khâu của quá trình dạy học thay đổi: nội dung, phương pháp, phương tiện,
hình thức tổ chức, cách kiểm tra, đánh giá, thi cử; cách thức quản lý và thực hiện…
nhằm tạo ra sự thay đổi căn bản về chất lượng giáo dục.
1.1.3 Đổi mới phương pháp dạy học ở trường trung học phát triển năng lực
học sinh
Có nhiều năng lực cần hình thành và phát triển cho HS trong dạy học như:
năng lực tự học; năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề; năng lực sáng tạo; năng
lực giao tiếp và hợp tác; năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông...
Trong số đó, phát triển năng lực sáng tạo, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề
của HS là mục tiêu quan trọng, qua đó góp phần thúc đẩy sự hình thành và phát
triển của các năng lực khác. Để đạt được mục tiêu đó, phương pháp dạy học cần
phải đổi mới phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học để HS có thể tham gia vào
hoạt động tìm tòi sáng tạo giải quyết vấn đề; góp phần đắc lực hình thành năng
lực hành động, phát huy tính tích cực, độc lập, sáng tạo của HS để từ đó bồi dưỡng
cho HS phương pháp tự học, hình thành khả năng học tập suốt đời.
- Dạy học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học: Trong các phương pháp
học thì cốt lõi là phương pháp tự học. Nếu rèn luyện cho người học có được
8
phương pháp, kĩ năng, thói quen, ý chí tự học thì sẽ tạo cho họ lòng ham học, khơi
dậy nội lực vốn có trong mỗi con người, kết quả học tập sẽ được nhân lên gấp bội.
- Dạy học tăng cường học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác: Lớp học
là môi trường giao tiếp GV - HS và HS - HS, tạo nên mối quan hệ hợp tác giữa
các cá nhân trên con đường chiếm lĩnh nội dung học tập. Thông qua thảo luận,
tranh luận trong tập thể, ý kiến mỗi cá nhân được bộc lộ, khẳng định hay bác bỏ,
qua đó người học nâng mình lên một trình độ mới.
- Dạy học có sự kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò: Trong
phương pháp tích cực, GV phải hướng dẫn học sinh phát triển kĩ năng tự đánh giá
để tự điều chỉnh cách học. Liên quan với điều này, GVcần tạo điều kiện thuận lợi
để học sinh được tham gia đánh giá lẫn nhau.
Trong dạy học tích cực, GV không còn đóng vai trò đơn thuần là người
truyền đạt kiến thức, GV trở thành người thiết kế, tổ chức, hướng dẫn các hoạt
động độc lập hoặc theo nhóm nhỏ để học sinh tự lực chiếm lĩnh nội dung học tập,
chủ động đạt các mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độ theo yêu cầu của chương
trình. Dựa vào các tình huống thực tế khi làm thí nghiệm, học sinh dần biết cách
xử lí tình huống khi gặp sự cố một cách bình tĩnh nhưng cũng quyết đoán và nhanh
chóng.
1.2 Năng lực ứng dụng công nghệ thông tin được hình thành qua môn Hóa
học
1.2.1 Khái niệm năng lực ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học hóa học
Công nghệ thông tin và truyền thông được định nghĩa là một “tập hợp đa
dạng các công cụ và tài nguyên công nghệ được sử dụng để trao đổi, tạo ra, phổ
biến, lưu giữ và quản lí thông tin.”. Các công nghệ này bao gồm máy tính, Internet,
công nghệ truyền thông (đài và vô tuyến), và điện thoại. Trong luật Công nghệ
thông tin ban hành năm 2006, thuật ngữ công nghệ thông tin được định nghĩa là
9
“tập hợp các phương pháp khoa học, công nghệ và công cụ kĩ thuật hiện đại để sản
xuất, truyền đưa, thu thập, xử lí, lưu trữ và trao đổi thông tin số”. Như vậy, khái
niệm CNTT được quy định trong luật Công nghệ thông tin của Việt Nam đã được
hiểu là lưu trữ, xử lí dữ liệu, thông tin bằng các phương tiện điện tử, và qua các
phương tiện đó để trao đổi, giao tiếp, truyền đạt thông tin giữa nhiều người hoặc
nhóm người với nhau một cách hiệu quả.[4]
Năng lực lực ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học được xác định là
khả năng sử dụng các công cụ và tài nguyên công nghệ để giao tiếp, tạo ra, phổ
biến, lưu giữ và quản lí thông tin hiệu quả trong các hoạt động dạy học. Các công
cụ và tài nguyên công nghệ bao gồm thiết bị kĩ thuật (máy tính, máy chiếu, mạng
internet…) và các phần mềm trên máy tính và các ứng dụng trực tuyến.
1.2.2 Cấu trúc khung năng lực ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học
dành cho sinh viên sư phạm hóa học
Theo nghiên cứu của nhóm tác giả Thái Hoàng Minh – Trịnh Văn Biểu, đại
học sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, khung năng lực ứng dụng công nghệ thông
tin dánh cho sinh viên sư phạm hóa học có thể chia làm 6 năng lực với những biểu
hiện như sau[4]:
TT
Năng lực thành
Biểu hiện
phần
Năng lực phân 1.
Cập nhật và phân tích được các xu hướng và chính
tích, đánh giá sách ứng dụng ICT trong dạy học trên thế giới và trong
các vấn đề về nước
1
ứng dụng ICT 2.
trong
dạy học
Đề xuất các phương án ứng dụng ICT vào quá trình
dạy học phù hợp với những
điều kiện khách quan và chủ quan
10
Năng
2
lực
sử 3. Sử dụng phương tiện kĩ thuật thông thường như máy
dụng các
tính, máy chiếu, đầu
phương tiện kĩ đĩa… trong dạy học Hóa học
thuật
4.Sử dụng mạng internet tìm kiếm, khai thác và quản lí
thông tin phục vụ cho
Năng lực ứng
dụng ICT trong
thiết kế và thực
3
hiện
bài dạy
Hóa học phổ
thông.
việc dạy học Hóa học.
5.
Sử dụng các phần mềm thiết kế, hiệu chỉnh các tư
liệu dạy học Hóa học như văn bản, bài trình chiếu, tranh,
ảnh, phim, mô phỏng…
6.
Kết hợp việc ứng dụng ICT với các phương pháp
dạy học tích cực và phương
pháp dạy học đặc thù của Hóa học theo định hướng phát
triển năng lực người học
Năng lực ứng
dụng ICT trong
4
kiểm tra đánh
giá kết quả học
tập của HS
Năng lực ứng
dụng ICT trong
5
quản lí, tổ
chức lớp học
7.
Sử dụng các phần mềm hỗ trợ xây dựng, thiết kế
và quản lí ngân hàng đề kiểm tra
8.
Ứng dụng ICT để sử dụng đa dạng các hình thức
KT-ĐG quá trình, nhằm cung
cấp được thông tin phản hồi về việc dạy và việc học cho
GV
9.
Sử dụng công cụ ICT để quản lí thời gian, tổ chức
lớp
10. Sử dụng các công cụ ICT để liên lạc, theo dõi, quản
lí và hỗ trợ HS ngoài lớp
học
11
Năng lực ứng 11.
Sử dụng internet và các công cụ tìm kiếm nâng cao
dụng ICT trong để cập nhật thông tin liên quan đến lĩnh vực nghề nghiệp
bồi
6
dưỡng của bản thân
chuyên môn và 12.
nghiệp
vụ sư phạm
Sử dụng các công cụ ICT để tham khảo, chia sẻ tài
nguyên, làm việc cộng tác
với đồng nghiệp
1.2.3 Sử dụng khung năng lực trong quá trình rèn luyện năng lực ứng dụng
công nghệ thông tin trong dạy học hóa học cho sinh viên sư phạm hóa
Đối với sinh viên, khung năng lực đóng vai trò định hướng và xây dựng
động cơ học tập cho sinh viên sư phạm hóa học trong việc rèn luyện năng lực công
nghệ thông tin. Sinh viên được cung cấp chi tiết, rõ ràng về những yêu cầu cần đạt
đối với năng lực công nghệ thông tin. Từ đó người học chủ động lập kế hoạch học
tập cho bản thân ngay từ khi bắt đầu quá trình rèn luyện. Mặt khác, người học sẽ
hình thành được động cơ học tập đúng đắn, có trách nhiệm hơn thông qua việc
nhận ra những điểm mạnh, điểm yếu của chính bản thân khi so sánh, đối chiếu kết
quả đạt được tại các thời điểm hoàn thành khác nhau với các tiêu chí được mô tả
trong khung năng lực.
Đối với GV, khung năng lực là căn cứ để GV xây dựng những công cụ
đánh giá năng lực cho người học. Để quá trình rèn luyện năng lực được hiệu quả,
việc đánh giá cần được thực hiện thường xuyên trong suốt quá trình dạy học. Dựa
trên khung năng lực, GV có thể thiết kế các công cụ đánh giá (GV đánh giá người
học, sinh viên đánh giá bạn học) và tự đánh giá như bản kiểm mục, bản kiểm quan
sát, phiếu đánh giá đồng đẳng, phiếu tự đánh giá... Nhờ có các mô tả chi tiết theo
các mức độ cần đạt, người học luôn theo dõi được sự tiến bộ của bản thân, bạn
cùng học, nhóm học tập. Đồng thời người dạy cũng có được những thông tin
12
đánh giá một cách khách quan, xác đáng giúp kiểm soát chặt chẽ sự tiến bộ của
người học để có các biện pháp hỗ trợ kịp thời
1.3
Một số phần mềm thí nghiệm ảo được ứng dụng trong các môn khoa
học tự nhiên
Hiện nay, các phần mềm được ứng dụng rất phổ biến trong các môn khoa
học tự nhiên. Việc ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo vào dạy học khoa học tự
nhiên giúp cho bài học sinh động hơn, tạo được hứng thú học tập và phát triển
năng lực cho HS. Một số phần mềm được ứng dụng trong các môn học:
1.3.1 Ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo trong môn Vật Lý
Cũng giống như Hóa học, các thí nghiệm vật lý mang tính trìu tượng cao và
khó tưởng tượng, việc dạy học thí nghiệm vật lý là một nhân tố quan trọng trong
việc tạo hứng thú và động lực học tập cho HS. Các phần mềm thiết kế thí nghiệm
vật lý ảo có rất nhiều, nổi bật nhất là hai phần mềm PhET và Crocodile Physics
6.05.
Phần mềm PhET bao gồm các bộ bài học thí nghiệm đã được thiết kế sẵn
cho người dạy và người học sử dụng ngay.
13
Màu sắc và hình vẽ, cách bố trí trong mỗi thí nghiệm hợp lý, hài hòa, tạo
hứng thú tìm hiểu và học tập cho người học.
Thí nghiệm về con lắc lò xo được thiết kế sẵn trên phần mềm PhET
Phần mềm Crocodile Physics 6.05 là một phần mềm có giao diện và thao
tác tương tự với phần mềm Crocodile Chemistry 6.05, cách sử dụng và thiết kế thí
nghiệm có nét tương đồng với phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo Crocodile
Chemistry 6.05.
Dưới đây là một giao diện làm việc để thiết kế một thí nghiệm vật lý của
phần mềm Crocodile Physics.
14
1.3.2 Ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo trong môn Sinh học
Sinh học là một bộ môn khoa học thực nghiệm, với con đường hình thành
kiến thức thông qua quan sát thực tế và quan sát các thí nghiệm sinh lý, tìm hiểu
cấu tạo và tập tính, khái quát thành đặc điểm chung. Thí nghiệm sinh học giúp HS
hình thành, củng cố kiến thức, thúc đẩy HS tích cực áp dụng kiến thức vào đời
sống. Tuy nhiên, giống như Hóa học và Vật lý, thí nghiệm Sinh học không được
triển khai dạy học nhiều trên thực tế. Do vậy, việc ứng dụng phần mềm thí nghiệm
ảo vào dạy học sinh học là rất cần thiết. Đặc biệt là việc học giải phẫu cơ thể người
và động vật. Phần mềm mô phỏng thí nghiệm giải phẫu động vật “The Digital
Frog2” là một phần mềm hữu ích trong việc học tập thí nghiệm giải phẫu động
vật.
Dưới đây là hình ảnh về phần mềm thí nghiệm giải phẫu động vật vật “The
Digital Frog2”
1.4
Ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry 6.05 trong
môn hóa học
1.4.1 Giới thiệu phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry 6.05
Thí nghiệm hóa học là phương tiện trực quan giúp giáo viên không chỉ
truyền thụ kiến thức mới mà còn củng cố kiến thức có hiệu quả, làm cho tiết học
15
trở nên sinh động, hấp dẫn. Tuy nhiên, thực tế dạy học cho thấy có nhiều thí
nghiệm thực hiện tương đối khó (trang thiết bị không đủ, thí nghiệm cháy, nổ, độc,
hại không an toàn cho học sinh…), thời gian phản ứng lâu mà nhu cầu làm thí
nghiệm là có thực, từ đó các thí nghiệm ảo ra đời. Ngày nay, công nghệ thông tin
phát triển với tốc độ vũ bão. Các phần mềm tin học trong đó có Crocodile
Chemistry 6.05 đã được đưa vào phục vụ cho giảng dạy và học tập, giúp nâng cao
hiệu quả của quá trình dạy học. Hiện nay, việc ứng dụng phần mềm Crocodile
Chemistry 6.05 vào dạy học hóa học đã và đang được nhiều người quan tâm.
Crocodile Chemistry 6.05 là phần mềm ứng dụng giúp người sử dụng thiết kế các
thí nghiệm hóa học ảo nhanh chóng, an toàn, tiết kiệm. Với phần mềm Crocodile
Chemistry 6.05, chúng ta có thể sử dụng các bộ bài học có sẵn để thực hiện phản
ứng như:
1.
Phân loại chất (Classifying Materials)
2.
Phương trình và lượng chất (Equations and Amounts)
3.
Tốc độ phản ứng (Reaction Rates)
4.
Năng lượng (Energy)
5.
Nước và dung dịch (Water and solution)
6.
Axit, bazo, muối (Acids, bases and salt)
7.
Điện hóa (Electron chemistry)
8.
Bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học (The Periodic table)
9.
Phản ứng thế các halogen (Halogen displacemet reactions)
10. Nhận biết chất (Identifying Substances)
Hoặc chúng ta có thể tự tạo phản ứng hóa học dựa trên những dụng cụ và
hóa chất có trong phần mềm ở mục “Parts Library”
16
Với hệ thống 63 đồ dùng được thiết kế xung quanh chương trình học mới
giúp cho thiết kế một thí nghiệm hóa học đơn giản và dễ dàng hơn.
17
