Phát triển năng lực tự học hóa học cho học sinh thông qua sử dụng phần mềm dạy học thí nghiệm hóa học

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>QUA SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THÍ NGHIỆM HĨA HỌC</b>

Bùi Minh Hướng1
Nguyễn Hữu Chung2
Tóm tắt

Năng lực tự học cho học sinh ở trường phổ thông là một trong những năng lực cốt
lõi trong chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể quy định bởi Bộ Giáo dục và
Đào tạo. Việc sử dụng thí nghiệm Hóa học trong dạy học có tác dụng phát huy tính
tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo, rèn khả năng tự học cho học sinh ở trường
phổ thông. Trong bài viết này chúng tôi sử dụng phần mềm thí nghiệm Crocodile
Chemistry, xây dựng, thiết kế nội dung thí nghiệm học phần kim loại kiềm, kim loại
kiềm thổ và nhơm nhằm giúp học sinh có thể dễ dàng trong việc tự học, tự kiểm tra
và đánh giá kết quả học tập, từ đó nâng cao kết quả học tập mơn Hóa học ở trường
phổ thơng.

<i><b>Từ khóa: Phần mềm Crocodile Chemistry; thí nghiệm Hóa học; năng lực tự học.</b></i>
1. Mở đầu

Ứng dụng công nghệ đã mở ra triển vọng đổi mới phương pháp dạy học theo định
hướng phát triển năng lực cho học sinh. Nhiều công nghệ sử dụng phần mềm trong dạy học
đã gặt hái được nhiều thành công trong đổi mới phương pháp dạy học. Hiện nay, ứng dụng
công nghệ thông tin trong giảng dạy, không chỉ phát triển mạnh ở các thành phố lớn, mà
còn phát triển ở các tỉnh miền núi. Các trường phổ thông đều trang bị phòng máy, phòng
đa năng, nối mạng internet, một số trường còn trang bị máy ghi âm, chụp hình, quay phim,
máy quét hình và một số thiết bị khác, tạo cơ sở hạ tầng công nghệ cho giáo viên sử dụng
vào quá trình dạy học của mình [1].

Sử dụng phần mềm trong dạy học thí nghiệm Hóa học ở trường phổ thơng đã và đang
được một số nhà khoa học nghiên cứu. Một số nghiên cứu gần đây đã chỉ ra sử dụng phần
mềm thí nghiệm ảo của Crocodile Chemistry có tính kinh tế cao, đặc biệt phù hợp đối với dạy
học ở trường phổ thông hiện nay với điều kiện trang bị cơ sở vật chất, dụng cụ thí nghiệm cịn

rất thiếu thốn. Giáo viên có thể biểu diễn, mơ tả các thí nghiệm ảo, thực hành trên các phần
mềm với các thí nghiệm độc hại, khó quan sát, dễ gây ra nguy hiểm cho học sinh [2].

1 Trung tâm GDNN-GDTX Tây Hồ, thành phố Hà Nội.

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Một trong các ưu điểm so với các phương tiện dạy học khác, là việc sử dụng phần mềm
dạy học thí nghiệm Hóa học, cịn nâng cao khả năng tự học của học sinh, học sinh có thể tự
luyện tập, tự đánh giá, hoàn toàn tự làm chủ quá trình học tập của bản thân. Học sinh sẽ
giảm áp lực về thời gian tiếp cận kiến thức trên lớp có thể xem lại kiến thức khi chưa hiểu từ
đó điều trình cách học, phương pháp học của bản thân cho phù hợp [3].

Với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ mơn Hóa học ở trường
THPT, chúng tơi tiến hành sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry thiết kế dạy học thí
nghiệm chương kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm Hóa học 12 nhằm mục đích phát
triển năng lực tự học cho học sinh.

2. Nội dung

<b>2.1. Khái niệm năng lực tự học trong dạy học Hóa học</b>

Tự học là vấn đề then chốt trong chiến lược giáo dục và đào tạo, do đó hình thành và
phát triển năng lực tự học cho học sinh là nhiệm vụ quan trọng trong dạy học ở trường phổ
thông. Năng lực tự học của học sinh được hiểu là khả năng tự bản thân thu nhận kiến thức
và vận dụng kiến thức một cách hiệu quả trong học tập ở mức độ độc lập có thể. Điều đó
thể hiện bởi khả năng làm chủ học tập, thu nhận, nắm vững kiến thức có hệ thống, những
kĩ năng thái độ kết nối hợp lí và vận dụng chúng để có thể giải quyết những vấn đề đặt ra
trong cuộc sống.

Dựa theo tài liệu của Bộ Giáo dục và Đào tạo [4] cấu trúc của năng lực được mô tả là sự
kết hợp của các năng lực thành phần: năng lực nhận thức và tư duy, năng lực thu thập và xử

lí thơng tin, năng lực ghi nhớ và vận dụng kiến thức, năng lực hợp tác, năng lực phát triển
cá nhân và đánh giá. Trên cơ sở đó để hình thành và phát triển năng lực tự học cho học sinh
cần xác định qua các biểu hiện sau [5].

Có khả năng tự nhận ra những sai lầm, hạn chế của bản thân trong học tập để rút ra
kinh nghiệm, phương pháp học tập phù hợp với bản thân; Biết cách tìm và thu thập thông
tin theo các vấn đề học tập.

Có khả năng tự sắp xếp thơng tin đánh giá và trình bày logic cách diễn đạt của mình;
Ghi nhớ kiến thức và vận dụng chúng trong giải quyết vấn đề học tập tình huống mới; Tự
đánh giá bản thân để xây dựng kế hoạch phát triển cá nhân.

Biết sử dụng công nghệ thông tin, đặc biệt là các phương tiện học tập giúp tự kiểm tra
đánh giá kết quả học tập để qua đó tự bản thân điều chỉnh, bổ sung kiến thức bị hổng.

Có khả năng làm việc nhóm, biết lắng nghe, chia sẻ, giải quyết các vấn đề trong học tập,
tham gia các hoạt động thực hành nghiên cứu và xã hội.

<b>2.2. Giới thiệu phần mềm dạy học thí nghiệm Hóa học </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

hoặc trong phịng thí nghiệm, được tạo ra bởi sự tích hợp các dữ liệu dạng số trên máy
tính, có khả năng tương tác với người dùng và có giao diện thân thiện với người dùng [6].
Phần mềm Crocodile Chemistry là phần mềm ứng dụng cho phép sử dụng các dụng cụ thí
nghiệm, thiết kế thí nghiệm ảo. Thí nghiệm ảo hay thí nghiệm thật cũng đều là thí nghiệm
trực quan, cùng làm sáng tỏ lý thuyết, gây hứng thú học tập cho học sinh, kích thích tính tị
mị khoa học, làm học sinh nhận thức dễ dàng hơn, kiến thức thu được sẽ rõ ràng và sâu sắc,
đồng thời lớp học sơi nổi, hào hứng.

<b>Hình 1. Giao diện của phần mềm Crocodie Chemistry</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<b>Bảng 1. Một số hóa chất thí nghiệm minh họa</b>

<b>2.3. Nguyên tắc thiết kế thí nghiệm sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry</b>

Các thí nghiệm phải nằm trong nội dung chương trình Hóa học THPT, chương kim loại
kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm Hóa học 12 nhằm mục đích phát triển năng lực tự học cho
học sinh. Các thí nghiệm phải đảm bảo tính khoa học, chính xác về các kỹ năng thực hành thí
nghiệm, có tính thẩm mĩ trong mỗi thí nghiệm, các bước tiến hành thí nghiệm hợp lí, khơng
q dài dịng, thí nghiệm hấp dẫn, sinh động với các hiện tượng rõ ràng, nhanh chóng.
<b>2.4. Qui trình sử dụng phần mềm thiết kế thí nghiệm phát triển năng lực tự học</b>

<b>Bước 1: Xác định thí nghiệm cần thiết kế đã có sẵn trong mục Contents hay phải thiết </b>

kế mới (New model).

<b>Bước 2: Lựa chọn dụng cụ và hóa chất phù hợp với thí nghiệm cần biểu diễn.</b>

<b>Bước 3: Sắp xếp và lắp đặt các dụng cụ sao cho HS dễ quan sát được hiện tượng phản ứng. </b>
<b>Bước 4: Chọn các chức năng xem chi tiết phản ứng ở dạng kí hiệu, mơ hình ngun tử </b>

cũng ở dạng kí hiệu để HS dễ quan sát khi phản ứng xảy ra.

<b>Bước 5: Nhấn nút Pause, cho hóa chất vào dụng cụ thí nghiệm sau đó nhấn nút Pause </b>

lần nữa để quan sát đầy đủ hơn về hiện tượng xảy ra. Muốn phản ứng xảy ra nhanh hay
chậm, nhấn nút Simulation Speed.

<b>2.5. Ví dụ minh họa thiết kế thí nghiệm sử dụng phần mềm Crocodile </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

<b>- Mục đích của thí nghiệm:</b>

+ Kiến thức: Học sinh hiểu được axit H₂SO₄ loãng là axit mạnh, khi cho bột Mg vào axit
thấy có bọt khí thốt ra. Quan sát thí nghiệm thấy có bọt khí xuất hiện, chứng tỏ Mg đã tác
dụng với dung dịch H₂SO₄ lỗng.

Viết được phương trình Hóa học xảy ra: Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂→

+ Kỹ năng:Thực hiện được phản ứng của kim loại tác dụng với axit, biết cách tiến hành
thí nghiệm bằng phần mềm thí nghiệm ảo.

+ Thái độ: Hứng thú, ham mê học hỏi.
+ Định hướng phát triển năng lực
Năng lực tự học

Năng lực giải quyết vấn đề

<b>- Hóa chất và dụng cụ</b>

Vào Parts Library

+ Chemicals → metal → Powder & Liquids → Magnesium
+ Equipment →Apparatus → Bunsen bumer

+ Glassware → standard → test tube

Nhấp vào Property và chọn Temperature, Mass để theo dõi sự thay đổi nhiệt độ và
khối lượng các chất trong ống nghiệm.

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

<b>* Tiến hành - Cho khoảng 10g Mg vào ống nghiệm chưa 10 ml H</b>₂SO₄loãng.

- Bật ngọn lửa đèn Bunsen, thay đổi độ lớn ngọn lửa bằng cách di chuyển nút trên
thanh trượt bên cạnh ngọn đèn.

Quan sát hiện tượng xảy ra?

<b>Hình 4. Tiến hành thí nghiệm</b>

<b>2.6. Thiết kế công cụ đánh giá năng lực tự học của học sinh</b>

Bộ công cụ đánh giá năng lực tự học của HS cần đảm bảo đánh giá được các tiêu chí,
biểu hiện của năng lực tự học. Do đó ngồi các hình thức kiểm tra đánh giá mức độ nắm
vững kiến thức, kĩ năng của HS, cần sử dụng thêm các công cụ đánh giá năng lực như bảng
kiểm tra quan sát, phiếu tự đánh giá của HS, phiếu hỏi hoặc phỏng vấn GV, HS trong những
tình huống hồn cảnh cụ thể. Để thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực tự học của HS, cần
dựa vào các thành tố cấu trúc của năng lực tự học và mức độ đạt được theo các tiêu chí đó.
Từ các thành tố và tiêu chí biểu hiện của năng lực tự học, chúng tôi đã xây dựng các tiêu
chí đánh giá và mức độ thể hiện các tiêu chí của năng lực này và trình bày trong bảng sau.

<b>Bảng 2 . Tiêu chí đánh giá mức độ năng lực tự học của học sinh</b>

<b>Số TT</b>

<b>Tiêu chí biểu hiện </b>
<b>năng lực tự học </b>

<b>của học sinh</b>

<b>Mức độ đánh giá năng lực tự học của học sinh</b>
<b>Mức 1: Chưa đạt</b>

<b>(0 – 4,9 điểm)</b>

<b>Mức 2: Đạt</b>
<b>(5,0-6,5 điểm)</b>

<b>Mức 3: Khá, giỏi</b>
<b>(6,6-10 điểm)</b>
1

Xác định mục tiêu,
nhiệm vụ học tập
trên cơ sở kết quả
học tập

Không xác định mục
tiêu, nhiệm vụ học tập

Xác định mục tiêu,
nhiệm vụ học tập
nhưng chưa đủ

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

<b>Số TT</b>

<b>Tiêu chí biểu hiện </b>
<b>năng lực tự học </b>

<b>của học sinh</b>

<b>Mức độ đánh giá năng lực tự học của học sinh</b>
<b>Mức 1: Chưa đạt</b>

<b>(0 – 4,9 điểm)</b>

<b>Mức 2: Đạt</b>
<b>(5,0-6,5 điểm)</b>

<b>Mức 3: Khá, giỏi</b>
<b>(6,6-10 điểm)</b>
2

Đọc hiểu tài liệu,
ghi chép thông tin
đúng và đủ

Đọc khơng hiểu tài
liệu, chưa biết tóm tắt
thông tin cần thiết

Đọc hiểu tài liệu, nhưng
không biết cách tóm tắt
thơng tin cần thiết

Tài liệu đọc hiểu ghi chép
rõ ràng, bổ sung thơng
tin chính xác đầy đủ

3

Tóm tắt nội dung
chính của bài và tự

đặt ra được các vấn
đề học tập

Chưa tóm tắt nội
dung chính của bài và
khơng hiểu cách đặ
vấn đề trong học tập

Tóm tắt được nội dung
chính của bài, khơng tự
đặt ra được các vấn đề
học tập

Tóm tắt nội dung chính
của bài và tự đặt được
các vấn đề học tập có
tính khoa học, có giá trị

4

Vận dụng kiến thức
giải bài tập, chọn tài
liệu để giải các dạng
bài tập

Không biết vận dụng
kiến thức để giải bài
tập

Biết vận dụng kiến

thức giải bài tập,
nhưng chưa chọn đủ
các dạng bài tập

Vận dụng thành thạo
kiến thức giải bài tập, lựa
chọn tài liệu rất đa dạng
để giải các bài tập

5

Tổng hợp kiến thức,
chọn cách học riêng
cho bản thân

Không biết tổng hợp
kiến thức, phương
pháp học tập khơng
có khoa học

Biết tổng hợp kiến
thức, lựa chọn cách
học chưa thật sự hiệu
quả cao

Tổng hợp kiến thức khoa
học, hình thành cho
mình cách học hiệu quả
cao

6

Vận dụng kiến
thức giải thích hiện
tượng thực tiễn
cuộc sống

Khơng biết giải thích
hiện tượng thực tiễn
liên hệ với kiến thức

Biết vận dụng kiến thức
giải thích hiện tượng
thực tiễn, nhưng cịn
chưa đầy đủ

Biết vận dụng tích hợp
nội dung kiến thức
ngồi Hóa học giải
thích thực tiễn một cách
thuyết phục

Từ tiêu chí và chỉ số mức độ đánh giá năng lực tự học này, chúng tôi thiết kế bộ công
cụ đánh giá sự phát triển năng lực tự học của học sinh trong bài dạy có sử dụng phần mềm
Crocodile Chemistry theo các đề xuất. Bộ công cụ đánh giá năng lực tự học của học sinh gồm
bảng kiểm tra quan sát do giáo viên thực hiện, phiếu tự đánh giá của học sinh và bài kiểm
tra cho các bài dạy thực nghiệm sư phạm.

<b>2.7. Thực nghiệm sư phạm</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

<b>Bảng 3. Kết quả đánh giá năng lực tự học của học sinh</b>

<b>TT</b> <b>Tiêu chí</b>

<b>Giáo viên đánh giá mức độ (Thang điểm 10)</b>

<b>Yếu</b> <b>Trung bình</b> <b>Khá- Giỏi</b>

TN ĐC TN ĐC TN ĐC

1 Xác định mục tiêu, nhiệm vụ học tập

trên cơ sở kết quả học tập _3,3 _2,1 _6,5 _5,5 _8,5 _7,1

2 Đọc hiểu tài liệu, ghi chép thông tin

phù hợp 4,6 3,5 6,2 5,7 9,1 7,6

3 Tóm tắt nội dung chính của bài và tự
đặt ra được các vấn đề học tập

3,7 2,2 6,2 5,0 8,2 7,1

4 Vận dụng kiến thức giải bài tập,
chọn tài liệu để giải các dạng bài tập

3,2 1,9 6,1 5,1 8,8 7,5

5 Tổng hợp kiến thức, chọn cách học

riêng cho bản thân 4,5 2,8 6,2 5,6 9,0 8,1

6 Vận dụng kiến thức giải thích hiện
tượng thực tiễn cuộc sống

4,8 3,9 6,4 6,0 8,8 7,3

<b>Bảng 4. Phân phối tần suất lũy tích của 2 bài kiểm tra</b>

<b>Điểm </b>
<b>xi</b>

<b>% học sinh đạt điểm xi trở xuống</b>

<b>TN1</b> <b>ĐC1</b> <b>TN2</b> <b>ĐC2</b> <b>TN3</b> <b>ĐC3</b> <b>TN4</b> <b>ĐC4</b>

0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0 0

2 0 0 0 0 0 0 0 0

3 0 0 0 0 1,13 0 0 0

4 0 2,5 0 2,43 2,26 0 3,65 1,19

5 2,56 8,75 22,61 20,72 11,35 8,13 8,52 14,28

6 7,69 32,5 35,70 37,79 28,02 30,22 16,66 33,33

7 24,36 55,00 52,37 63,40 37,11 53,49 28,85 52,33

8 64,09 75,00 79,75 80,47 67,79 77,88 55,68 67,85

9 87,14 91,25 86,90 95,10 90,51 90,70 78,85 86,90

10 100 100 100 100 100 100 100 1000

</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

Từ kết quả thực nghiệm có thể thấy rằng: Đường lũy tích ứng với lớp TN ln nằm ở
phía bên phải và phía dưới đường lũy tích ứng với lớp ĐC. Điều này chứng tỏ lớp TN có kết
quả học tập tốt hơn lớp ĐC. Kết quả số liệu thu được sau khi xử lý thống kê các bài kiểm tra
nhận thấy điểm trung bình cộng của các lớp TN đều cao hơn lớp ĐC ( _TN> _ĐC), như vậy
có thể gán cho kết quả học tập của lớp TN tốt hơn lớp ĐC. Hệ số biến thiên V_TN< V_ĐC điều
đó chứng tỏ mức độ phân tán quanh điểm trung bình cộng các lớp TN nhỏ hơn lớp ĐC, do
đó lớp TN đồng đều hơn.

3. Kết luận

Thông qua sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry 6.05 nhằm phát triển năng lực tự
học cho học sinh, chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm sư phạm tại một số trường trung học
phổ thông thuộc địa phận thành phố Hà Nội với kết quả thu được lớp thực nghiệm cao hơn
lớp đối chứng phù hợp với mục tiêu nghiên cứu đề ra. Với những kết quả bước đầu thu
được, chúng tơi có thể kết luận việc tổ chức dạy - học với việc sử dụng phần mềm Crocodile
Chemistry 6.05 góp phần nâng cao chất lượng học tập của học sinh, đáp ứng mục tiêu yêu
cầu đổi mới phương pháp dạy học hiện nay.

Tài liệu tham khảo

[1]. Nguyễn Văn Hiền (2015). "Xu hướng ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học".
<i><b>Tạp chí Khoa học Giáo dục, Vol 116, trang 19-30.</b></i>

[2]. Nguyễn Thị Hương Dung (2015). "Ứng dụng phần mềm Crocodile Chemistry thiết kế
<i>mơ hình thí nghiệm ảo trong thực hành thí nghiệm Hóa học", Tạp chí Giáo dục số đặc </i>
biệt tháng 11.

[3]. Trịnh Thị Phương Thảo (2011). "Khai thác phần mềm dạy học nhằm tích cực hóa hoạt
<i>động học tập trong dạy học mơn Tốn ở Trung học phổ thơng". Tạp chí Khoa học và Công </i>

<i>nghệ, Đại học Thái Nguyên, Vol 87, trang 131-133.</i>

<i>[4]. Bộ Giáo dục và Đào tạo, Dự án Việt - Bỉ, 2010. Dạy và học tích cực - Một số phương pháp </i>

<i>và kĩ thuật dạy học. NXB Đại học Sư phạm.</i>

[5]. Nguyễn Hữu Chung, Nguyễn Thị Phương (2017). "Phát triển năng lực tự học cho học
sinh thông qua thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun trong dạy học Hóa
<i>học chương hiđro - nước ở trường trung học cơ sở". Tạp chí Khoa học Đại học Sư phạm </i>
Hà Nội, số 1 trang 18-31.

<i>[6]. Phó Đức Hịa, Ngơ Quang Sơn (2008). Ứng dụng cơng nghệ thơng tin trong dạy học tích </i>

<i>cực, NXB Giáo dục.</i>

</div>

<!--links-->