Tài liệu Dạy học chương sự điện li hóa học 11 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua sử dụng một số ứng dụng công nghệ thông tin trong hóa học

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ PHƯỢNG DẠY HỌC CHƯƠNG SỰ ĐIỆN LI HÓA HỌC 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA SỬ DỤNG MỘT SỐ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HÓA HỌC HÀ NỘI – 2021 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ PHƯỢNG DẠY HỌC CHƯƠNG SỰ ĐIỆN LI HÓA HỌC 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA SỬ DỤNG MỘT SỐ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HÓA HỌCCHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN HÓA HỌC Mã số: 8410212.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Phan Minh Giang HÀ NỘI – 2020 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài: “Dạy học chương sự điện li hóa học 11 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua sử dụng một số ứng dụng công nghệ thông tin trong hóa học”, tác giả đã nhận được sự động viên, giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô, gia đình, bạn bè. Với tấm lòng biết ơn sâu sắc, tác giả xin cảm ơn Ban Giám Hiệu, các cán bộ quản lí trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội cùng toàn thể các thầy (cô) giáo đã tham gia giảng dạy, giúp đỡ và truyền đạt cho tôi những kiến thức bổ ích. Bên cạnh đó, giúp tác giả trưởng thành trong quá trình học tập tại trường và tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn. Tác giả xin cảm ơn thầy giáo PGS. TS. Phan Minh Giang đã tận tình hướng dẫn, sửa bản thảo, bổ sung, góp ý kiến, tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài luận văn. Tác giả xin cảm ơn Ban Giám Hiệu, các thầy cô giáo và các em học sinh trường THPT Ân Thi – Hưng Yên và THPT Thủy Sơn – Hải Phòng đã tạo điều kiện thuận lợi, nhiệt tình giúp đỡ tác giả trong quá trình hoàn thành đề tài luận văn. Cuối cùng, tác giả xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã an ủi, quan tâm giúp đỡ và động viên tác giả trong suốt quá trình làm đề tài. Hà Nội, tháng 1 năm 2021 Tác giả Nguyễn Thị Phượng i DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CNTT DH Công nghệ thông tin Dạy học ĐC GQVĐ GV Đối chứng Giải quyết vấn đề Giáo viên HS NL Học sinh Năng lực NXB Nhà xuất bản PPDH Phương pháp dạy học THPT TN TNSP Trung học phổ thông Thực nghiệm Thực nghiệm sư phạm ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Thể hiện các thành tố của năng lực ............................................................. 20 Bảng 1.2. Thể hiện các năng lực chung cần hình thành và phát triển cho HS ........ 21 Bảng 1.3. Cấu trúc và biểu hiện của NL GQVĐ trong dạy học hóa học .................. 25 Bảng 1.4. Cấu trúc chung của quá trình dạy học hợp tác nhóm................................ 29 Bảng 1.5. Ý kiến của thầy (cô) đã biết và sử dụng các ứng dụng công nghệ thông tin trong hóa học và tần suất sử dụng những ứng dụng công nghệ thông tin này trong quá trình dạy học hóa học ............................................................................................... 36 Bảng 1.6. Ý kiến của thầy (cô) về sử dụng các ứng dụng công nghệ thông tin trong những loại hình giờ dạy học hóa học ............................................................................ 37 Bảng 1.7. Ý kiến của thầy (cô) về việc sử dụng các ứng dụng công nghệ thông tin trong quá trình dạy học hóa học giúp HS phát triển những năng lực....................... 37 Bảng 1.8. Ý kiến của thầy (cô) đã vận dụng những PPDH tích cực trong các giờ dạy học hóa học có sử dụng các ứng dụng CNTT............................................................... 38 Bảng 1.9. Ý kiến của thầy (cô) về việc sử dụng những công cụ đánh giá để đánh giá NL GQVĐ cho HS ............................................................................................................ 38 Bảng 1.10. Ý kiến của thầy cô về những khó khăn trong việc giảng dạy để phát triển năng lực GQVĐ cho HS THPT....................................................................................... 39 Bảng 1.11. Ý kiến của HS về nguyên nhân dẫn đến các em không thích học bộ môn hóa học .............................................................................................................................. 40 Bảng 1.12. Ý kiến của HS về hình thức và địa điểm giáo viên tổ chức dạy học thực hành thí nghiệm hóa học ................................................................................................. 41 Bảng 1.13. Ý kiến của HS đã biết tới các phần mềm ứng dụng CNTT trong hóa học ............................................................................................................................................ 42 Bảng 1.14. Ý kiến HS về những hiệu quả khi sử dụng các ứng dụng trên thiết bị điện tử vào giảng dạy để mô phỏng thí nghiệm .................................................................... 43 Bảng 1.15. Ý kiến của HS về cách thức mà GV tổ chức giờ học môn hóa học cho HS để tìm hiểu thông tin về việc phát triển NL GQVĐ ...................................................... 43 Bảng 1.16. Ý kiến của HS về cách thức mà HS giải quyết vấn đề trong các tình huống học tập ............................................................................................................................... 44 Bảng 2.1. Các tiêu chí và mức độ đánh giá của năng lực GQVĐ ............................. 81 Bảng 2.2. Bảng tiêu chí các mức độ của việc đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học có ứng dụng CNTT .................................................................................. 84 Bảng 2.3. Phiếu tự đánh giá theo tiêu chí của HS về NL GQVĐ trong các bài giảng có tích hợp các ứng dụng CNTT ..................................................................................... 86 Bảng 3.1. Đối tượng và địa bàn thực nghiêm sư phạm ............................................... 91 iii Bảng 3.2. Kết quả điểm quan sát NL GQVĐ của HS lớp TN qua mỗi bài dạy ....... 96 Bảng 3.3. Kết quả điểm quan sát năng lực GQVĐ của học sinh lớp TN và ĐC..... 97 Bảng 3.4. Thống kê kết quả qua bài kiểm tra 15 phút của lớp 11A1 và 11A2 trường THPT Ân Thi sau thực nghiệm ................................................................................................. 100 Bảng 3.5. Thống kê kết quả qua bài kiểm tra 45 phút của lớp 11A1 và 11A2 trường THPT Ân Thi sau thực nghiệm .................................................................................... 101 Bảng 3.6. Thống kê kết quả qua bài kiểm tra 15 phút của lớp 11A1 và 11A3 trường THPT Thủy Sơn sau thực nghiệm................................................................................ 101 Bảng 3.7. Thống kê kết quả qua bài kiểm tra 45 phút của lớp 11A1 và 11A3 trường THPT Thủy Sơn sau thực nghiệm................................................................................ 102 Bảng 3.8. Tổng hợp các tham số đặc trưng của bài kiểm tra 15 phút (trường THPT Ân Thi) ............................................................................................................................ 104 Bảng 3.9. Tổng hợp các tham số đặc trưng của bài kiểm tra 45 phút (trường THPT Ân Thi) ............................................................................................................................ 104 Bảng 3.10. Tổng hợp các tham số đặc trưng của bài kiểm tra 15 phút (trường THPT Thủy Sơn) ....................................................................................................................... 104 Bảng 3.11. Tổng hợp các tham số đặc trưng của bài kiểm tra 45 phút (trường THPT Thủy Sơn) ....................................................................................................................... 105 iv DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ VÀ SƠ ĐỒ MINH HỌA Hình 1.1. App có nghĩa là gì? ........................................................................................ 11 Hình 1.2. Hướng dẫn tải và cài đặt ứng dụng Chemist – Virtual ChemLab ............ 12 Hình 1.3. Hướng dẫn tải và sử dụng ứng dụng Phet Simulations ............................. 13 Hình 1.4. Hướng dẫn sử dụng ứng dụng Virtual Lab - Open Classroom ................. 14 Hình 1.5. Hướng dẫn tải và sử dụng phần mềm QUIZIZZ ......................................... 15 Hình 1.6. Hướng dẫn và sử dụng phần mềm ZOOM CLOUD MEETINGS ............. 16 Hình 1.7. Sơ đồ cấu trúc chung của năng lực ........................................................... 20 Biểu đồ 1.1. Thể hiện tần suất mà GV đã từng thiết kế bài giảng hóa học có sử dụng các phần mềm mô phỏng thí nghiệm trên thiết bị điện tử ........................................... 35 Biểu đồ 1.2. Mức độ đánh giá của thầy (cô) về vai trò của các ứng dụng công nghệ thông tin trong quá trình dạy học hóa học .................................................................... 36 Biểu đồ 1.3. Mức độ đánh giá của thầy (cô) về tầm quan trọng trong việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh THPT hiện nay .................... 37 Biểu đồ 1.4. Mức độ đánh giá của thầy (cô) về NL GQVĐ của HS hiện nay........... 38 Biểu đồ 1.5. Thể hiện mức độ thích học bộ môn hóa học của HS .............................. 40 Biểu đồ 1.6. Thể hiện mức độ thường xuyên được sử dụng các ứng dụng công nghệ thông tin để mô phỏng thí nghiệm trong môn hóa học của HS .................................. 41 Biểu đồ 1.7. Thể hiện mức độ thích học của HS khi được sử dụng các ứng dụng công nghệ thông tin để mô phỏng thí nghiệm hóa học ......................................................... 41 Biểu đồ 1.8. Thể hiện tần suất giáo viên môn hóa học sử dụng những ứng dụng công nghệ thông tin để mô phỏng bài học .............................................................................. 42 Biểu đồ 1.9. Thể hiện việc sử dụng các ứng dụng CNTT vào quá trình dạy học đem lại sự hữu ích cho HS ....................................................................................................... 42 Sơ đồ 2.1. Cấu trúc bài học trong chương sự điện li ................................................... 47 Hình 2.1. Ảnh minh họa sử dụng ứng dụng PhET Simulations cho bài 1- Sự điện li53 Hình 2.2. Ảnh minh họa sử dụng ứng dụng PhET Simulations cho bài 1- Sự điện li54 Hình 2.3. Ảnh minh họa sử dụng ứng dụng Chemist – Virtual Chem Lab cho bài 2axit, bazơ và muối để chứng minh Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính ............................ 56 Hình 2.4. Ảnh minh họa sử dụng ứng dụng PhET Simulations cho bài 3- Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ .......................................................................... 57 Hình 2.5. Ảnh minh họa sử dụng ứng dụng phet simulations cho bài 3- Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ ................................................................................. 58 Hình 2.6. Ảnh minh họa sử dụng ứng dụng open classroom cho bài 3- Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ ................................................................................. 58 v Hình 2.7. Ảnh minh họa sử dụng ứng dụng phet simulations cho bài 3- Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ ................................................................................. 61 Hình 2.8. Ảnh minh họa sử dụng ứng dụng Chemist – Virtual Chem Lab cho bài 4Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li ............................................. 62 Biểu đồ 3.1. Cảm nhận của hs sau khi học xong chương “ sự điện li” có sử dụng phần mềm ứng dụng CNTT mô phỏng thí nghiệm theo phương pháp dạy học tích cực ............................................................................................................................................ 92 Biểu đồ 3.2. Sự tiến bộ năng lực GQVĐ của HS lớp TN qua mỗi bài dạy ............... 97 Biểu đồ 3.3. Sự tiến bộ NL GQVĐ của HS lớp TN so với lớp ĐC ............................. 98 Biểu đồ 3.4. Đường tích lũy phần trăm số HS đạt điểm xi trở xuống trong bài kiểm tra 15 phút (trường THPT Ân Thi) .............................................................................. 102 Biểu đồ 3.5. Đường tích lũy phần trăm số HS đạt điểm xi trở xuống trong bài kiểm tra 45 phút (trường THPT Ân Thi) .............................................................................. 102 Biểu đồ 3.6. Đường tích lũy phần trăm số HS đạt điểm xi trở xuống trong bài kiểm tra 15 phút (trường THPT Thủy Sơn) ......................................................................... 103 Biểu đồ 3.7. Đường tích lũy phần trăm số HS đạt điểm xi trở xuống trong bài kiểm tra 45 phút (trường THPT Thủy Sơn) ......................................................................... 103 Biểu đồ 3.8. Phân loại kết quả qua bài kiểm tra 15 phút (trường THPT Ân Thi) 103 Biểu đồ 3.9. Phân loại kết quả qua bài kiểm tra 45 phút (trường THPT Ân Thi) 103 Biểu đồ 3.10. Phân loại kết quả qua bài kiểm tra 15 phút (trường THPT Thủy Sơn) ......................................................................................................................................... 104 Biểu đồ 3.11. Phân loại kết quả qua bài kiểm tra 45 phút (trường THPT Thủy Sơn) ......................................................................................................................................... 104 vi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... I DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................. II DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................ III DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ VÀ SƠ ĐỒ MINH HỌA............................. V MỤC LỤC ....................................................................................................................... VII MỞ ĐẦU ............................................................................................................................ 1 1. Lý do chọn đề tài .......................................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu và nhiệm vụ ........................................................................... 2 2.1. Mục đích nghiên cứu ................................................................................................ 2 2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................................ 2 3. Câu hỏi nghiên cứu ...................................................................................................... 3 4. Giả thuyết nghiên cứu ................................................................................................. 3 5. Khách thể và đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 3 5.1. Khách thể nghiên cứu ............................................................................................... 3 5.2. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................... 3 6. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................................... 3 7. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 4 7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận ........................................................................... 4 7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn........................................................................ 4 7.3. Phương pháp thống kê.............................................................................................. 4 8. Đóng góp của đề tài ..................................................................................................... 4 9. Cấu trúc luận văn ........................................................................................................ 5 CHƯƠNG 1 ....................................................................................................................... 6 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ................................................... 6 1.1. Sự định hướng, đổi mới của nền giáo dục Việt Nam hiện nay ....................... 6 1.2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề ...................................................................................... 8 1.2.1. Trên thế giới ............................................................................................................ 8 1.2.2. Tại việt nam ............................................................................................................. 9 1.3. Ứng dụng công nghệ thông tin trong hóa học .................................................. 10 1.3.1. Khái niệm về ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học ......................... 10 1.3.2. Giới thiệu một số ứng dụng công nghệ thông tin hỗ trợ việc dạy học hóa học11 1.3.3. Vai trò của các ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học hóa học ...... 17 vii 1.3.4. Ưu, nhược điểm của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học hóa học ............................................................................................................................................ 18 1.3.4.1. Ưu điểm ............................................................................................................... 18 1.3.4.2. Nhược điểm ........................................................................................................ 19 1.4. Năng lực và phát triển năng lực cho học sinh .................................................. 19 1.4.1. Khái niệm năng lực .............................................................................................. 19 1.4.2. Cấu trúc và các thành tố của năng lực ............................................................. 20 1.4.3. Các năng lực chung cần hình thành và phát triển cho học sinh................. 21 1.4.4. Các năng lực đặc thù của môn hóa học ........................................................... 22 1.4.5. Đánh giá năng lực học sinh ............................................................................... 22 1.5. Năng lực giải quyết vấn đề.................................................................................... 24 1.5.1. Khái niệm ............................................................................................................... 24 1.5.2. Cấu trúc và biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề ................................... 25 1.5.3. Vai trò của việc vận dụng năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học hóa học ............................................................................................................................................ 25 1.5.4. Biện pháp rèn luyện và phát triển năng lực giải quyết vấn đề thông qua dạy học hóa học ...................................................................................................................... 26 1.5.5. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề ................................................................ 27 1.6. Một số phương pháp dạy học tích cực nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh THPT ........................................................................................... 27 1.6.1. Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề ........................................................... 27 1.6.2.1. Khái niệm ............................................................................................................ 27 1.6.2.2. Cấu trúc ............................................................................................................... 27 1.6.2.3. Yêu cầu ................................................................................................................ 28 1.6.2.4. Ưu và nhược điểm .............................................................................................. 28 1.6.2. Phương pháp dạy học hợp tác nhóm ................................................................ 29 1.6.2.1. Khái niệm ............................................................................................................ 29 1.6.2.2. Cấu trúc ............................................................................................................... 29 1.6.2.3. Yêu cầu ................................................................................................................ 30 1.6.2.4. Ưu và nhược điểm .............................................................................................. 30 1.6.3. Phương pháp dạy học theo góc .......................................................................... 31 1.6.3.1. Khái niệm ............................................................................................................ 31 1.6.3.2. Cấu trúc ............................................................................................................... 32 1.6.3.3. Yêu cầu ................................................................................................................ 32 1.6.3.4. Ưu và nhược điểm .............................................................................................. 33 viii 1.7. Thực trạng của việc sử dụng các ứng dụng công nghệ thông tin trong hóa học vào giảng dạy để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh tại trường THPT. ................................................................................................................. 34 1.7.1. Mục đích điều tra.................................................................................................. 34 1.7.2. Nội dung điều tra .................................................................................................. 34 1.7.2.1. Điều tra trên GV ................................................................................................. 34 1.7.2.2. Điều tra trên HS ................................................................................................. 34 1.7.3. Đối tượng điều tra ................................................................................................ 35 1.7.4. Phương pháp điều tra .......................................................................................... 35 1.7.5. Kết quả điều tra ..................................................................................................... 35 1.7.5.1. Điều tra trên GV ................................................................................................. 35 1.7.5.2. Điều tra trên HS ................................................................................................. 40 Tiểu kết chương 1 ........................................................................................................... 45 CHƯƠNG 2 ..................................................................................................................... 46 XÂY DỰNG CÁC KẾ HOẠCH DẠY HỌC SỬ DỤNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀO DẠY HỌC HÓA HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH ...................................... 46 2.1. Vị trí – mục tiêu- cấu trúc, nội dung chương “sự điện li” – hóa học 11 ..... 46 2.1.1. Vị trí, mục tiêu phần chương ‘‘sự điện li” – Hóa học 11.............................. 46 2.1.2. Cấu trúc, nội dung chương ‘‘điện li’’ – Hóa học 11...................................... 47 2.1.3. Những chú ý về nội dung và phương pháp dạy học chương ‘‘điện li” – hóa học 11 ................................................................................................................................ 48 2.2. Nguyên tắc lựa chọn và sử dụng các ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học hóa học............................................................................................................... 49 2.2.1. Nguyên tắc lựa chọn các ứng dụng CNTT trong dh hóa học ...................... 49 2.2.2. Nguyên tắc sử dụng các ứng dụng CNTT trong dh hóa học ........................ 50 2.3. Quy trình sử dụng các ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học hóa học ............................................................................................................................................ 51 2.4. Sử dụng một số ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học hóa học chương ‘‘điện li’’ nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. .. 52 2.4.1. Một số ứng dụng công nghệ thông tin trong hóa học .................................... 52 2.4.2. Quy trình thiết kế các giáo án sử dụng một số ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học hóa học .................................................................................................... 62 2.4.3. Một số giáo án sử dụng các ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học hóa học chương “Sự điện li” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ............................................................................................................................................ 63 ix 2.5. Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua dạy học sử dụng một số ứng dụng công nghệ thông tin trong hóa học ...... 81 2.5.1. Thiết kế các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ............................................................................................................................................ 81 2.5.2. Thiết kế phiếu đánh giá theo tiêu chí các mức độ của việc đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ....................................................................................... 84 2.5.3. Thiết kế phiếu khảo sát ý kiến của học sinh về mức độ phát triển năng lực giải quyết vấn đề .............................................................................................................. 85 2.5.4. Thiết kế phiếu khảo sát ý kiến của học sinh về hiệu quả học tập của một số ứng dụng công nghệ thông tin sau khi học xong các bài giảng. ............................ 87 2.5.5. Xây dựng các bài kiểm tra để đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ............................................................................................................................................ 88 Tiểu kết chương 2 ........................................................................................................... 89 CHƯƠNG 3 ..................................................................................................................... 90 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM....................................................................................... 90 3.1. Đối tượng, mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .............................. 90 3.1.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ....................................................................... 90 3.1.2. Mục đích thực nghiệm sư phạm ........................................................................ 90 3.1.3. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ........................................................................ 90 3.2. Phương pháp và nội dung thực nghiệm sư phạm............................................ 91 3.2.1. Phương pháp thực nghiệm sư phạm................................................................. 91 3.2.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm ........................................................................ 91 3.3. Tiến hành thực nghiệm sư phạm......................................................................... 91 3.4. Kết quả và xử lý kết quả thực nghiệm ............................................................... 92 3.4.1. Kết quả định tính .................................................................................................. 92 3.4.2. Kết quả đánh giá định lượng .............................................................................. 95 3.4.2.1. Kết quả thực nghiệm đánh giá năng lực GQVĐ của HS ........................... 95 3.4.2.2. Kết quả qua bài kiểm tra .................................................................................. 98 Tiểu kết chương 3 ........................................................................................................ 107 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ........................................................................... 108 1. KẾT LUẬN ................................................................................................................ 108 2. KHUYẾN NGHỊ....................................................................................................... 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 110 PHỤ LỤC .................................................................................................................113 x MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay, với sự phát triển của các ngành khoa học kĩ thuật công nghệ, khoa học giáo dục và sự cạnh tranh khốc liệt của rất nhiều lĩnh vực khác giữa các nước trên thế giới đó là sự cạnh tranh về nguồn nhân lực và khoa học công nghệ. Bước vào thế kỉ XXI, tất cả các nước trên thế giới trong đó có Việt Nam đều có xu hướng chung là tiến hành đổi mới mạnh mẽ và cải cách nền giáo dục hiện đại hơn. Cùng với việc xây dựng, phát triển và bảo vệ đất nước thì nền giáo dục “trồng người” là một vấn đề được quan tâm hàng đầu. Và để hướng đến một nền giáo dục tiến bộ, hiện đại và bắt kịp xu hướng các nước trên thế giới thì nền giáo dục đã và đang tập trung đổi mới, nâng cao chất lượng đào tạo, hiện đại. Một trong những nhiệm vụ quan trọng của ngành giáo dục là chuyển từ nền giáo dục định hướng nội dung sang định hướng phát triển năng lực (NL) người học nhằm đào tạo con người có tri thức mới, sáng tạo, năng động và giải quyết các vấn đề trong cuộc sống. Tại Hội nghị Trung ương 8 khóa XI khẳng định: “Về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế”. Như vậy, mục tiêu của giáo dục Việt Nam hiện nay là giúp học sinh (HS) phát triển toàn diện và hơn nữa là để chuẩn bị cho HS nghiên cứu sâu hơn ở các trường đại học, cao đẳng hoặc áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Hiện nay, ngành công nghệ thông tin (CNTT) ngày càng phát triển do đó việc áp dụng CNTT vào tất cả các lĩnh vực là điều tất yếu. Trong lĩnh vực giáo dục thì CNTT đã được ứng dụng trong công tác quản lý, giảng dạy, học tập và đặc biệt sử dụng các app phần mềm đã được lập trình sẵn để hỗ trợ việc giảng dạy và học tập. Trong quá trình dạy học đối với những kiến thức trừu trượng, những nội dung mà HS không thể hoặc không có điều kiện để quan sát trực tiếp thì việc ứng dụng CNTT là một lợi thế. Với sự phát triển nền kinh tế, sự tiến bộ của khoa học công nghệ, hơn nữa là sự ra đời của máy vi tính, điện thoại di động đã làm cho quá trình nhận thức của HS đơn giản hơn thông qua những bài giảng điện tử, những ứng dụng CNTT liên quan đến môn học. Việc sử dụng các thiết bị này không còn xa lạ với giáo viên (GV) và hầu hết các HS. Tuy nhiên, ở một số trường học những nơi kinh tế còn khó khăn thì việc ứng dụng CNTT còn hạn chế, hoặc là chưa ứng dụng được vào công tác giảng dạy và học tập. Bên cạnh đó, đòi hỏi GV phải sử dụng thành thạo máy vi tính và am hiểu một số phần mềm mô phỏng các quá trình hóa học để sử dụng trong quá trình dạy học. Đặc biệt, GV cần đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) đó là chuyển từ phương pháp truyền thụ một chiều sang phương pháp phát huy được tính chủ 1 động, tích cực, tự học và khả năng vận dụng kiến thức của HS. Dạy học thông qua các ứng dụng CNTT là một biện pháp giúp HS tiếp thu kiến thức trừu tượng, những nội dung học tập mà HS không có điều kiện thực hành. Ngoài ra, còn giúp HS rèn luyện tính tích cực, chủ động, tư duy và phát triển các NL. Trong các NL thì NL giải quyết vấn đề (GQVĐ) là một trong những NL quan trọng cần được quan tâm chú trọng hàng đầu ở trường trung học phổ thông (THPT) hiện nay và ở ngoài xã hội. Mà Hóa học là môn khoa học lý thuyết, thực nghiệm và ứng dụng cho nên việc dạy và học Hóa học không thể tách rời các môn khoa học tự nhiên và thực tiễn. Do vậy, việc sử dụng các ứng dụng CNTT đã được lập trình sẵn như ứng dụng mô phỏng các thí nghiệm, ứng dụng trò chơi để củng cố kiến thức… liên quan đến bộ môn Hóa học sẽ gây hứng thú, kích thích HS tham gia các hoạt động học tập, từ đó giúp HS nâng cao hiệu quả học tập và phát triển các NL cần thiết. Trong chương trình Hóa học 11 chương “Sự điện li” có nhiều quá trình cần được mô phỏng, nhiều thí nghiệm cần phải làm mà các trường chưa có điều kiện làm thực tế hoặc có điều kiện nhưng vì lí do khách quan mà không thực hiện được. Cho nên, việc sử dụng các ứng dụng CNTT trong Hóa học giúp công việc giảng dạy của GV trở nên dễ dàng hơn, HS không nhàm chán và cảm thấy hứng thú hơn khi tự mình được làm thí nghiệm mô phỏng trên các thiết bị thông minh . Ví những lí do trên nên tôi chọn đề tài: “Dạy học chương sự điện li hóa học 11 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua sử dụng một số ứng dụng công nghệ thông tin trong hóa học”. 2. Mục đích nghiên cứu và nhiệm vụ 2.1. Mục đích nghiên cứu Xây dựng, thiết kế một số kế hoạch dạy học chương “Sự điện li” Hóa học 11 dưới sự hỗ trợ của một số ứng dụng CNTT trong Hóa học nhằm giúp HS giải quyết các tình huống trong học tập cũng như trong cuộc sống từ đó phát triển được NL GQVĐ góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập bộ môn Hóa học ở trường THPT hiện nay. 2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu Để hoàn thành tốt các mục đích nghiên cứu trên tôi đã xác định được các nhiệm vụ nghiên cứu sau: - Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài: + Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc lựa chọn và sử dụng một số ứng dụng CNTT trong dạy học Hóa học. + Nghiên cứu cơ sở lý luận về NL và NL GQVĐ. 2 + Tìm hiểu thực trạng về việc sử dụng các ứng dụng CNTT trong Hóa học và phát triển NL GQVĐ cho HS ở trường THPT Ân Thi, tỉnh Hưng Yên và trường THPT Thủy Sơn, thành phố Hải Phòng. - Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, cấu trúc và những lưu ý khi dạy học chương “Sự điện li” nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS. - Nguyên tắc và quy trình sử dụng các ứng dụng CNTT trong DH Hóa học chương “Sự điện li” – Hóa học 11 nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS. - Xây dựng và thiết kế một số kế hoạch dạy học chương “Sự điện li” - Hóa học 11 nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS THPT. - Xây dựng bản đặc tả, bài kiểm tra để đánh giá việc sử dụng một số ứng dụng CNTT trong Hóa học vào việc việc giảng dạy. - Thiết kế bộ công cụ đánh giá NL GQVĐ cho HS THPT Ân Thi và trường THPT Thủy Sơn. - Chuẩn bị nội dung và tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP) về việc sử dụng một số ứng dụng CNTT trong Hóa học vào việc dạy học chương “Sự điện li” để đánh giá tính khả thi của đề tài. 3. Câu hỏi nghiên cứu Sử dụng các ứng dụng CNTT trong Hóa học vào dạy học chương “Sự điện li” như thế nào để phát triển NL GQVĐ cho HS? 4. Giả thuyết nghiên cứu Nếu GV sử dụng một số ứng dụng CNTT trong Hóa học để trực quan hóa các nội dung bài giảng, hỗ trợ tổ chức hoạt động dạy và học, kiểm tra đánh giá môn Hóa học sẽ đem lại sự hứng thú, tìm tòi, phát triển được các NL cho HS đặc biệt là NL GQVĐ và góp phần làm nâng cao chất lượng dạy và học môn Hóa học ở trường THPT. 5. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 5.1. Khách thể nghiên cứu Dạy học chương “Sự điện li” – Hóa học 11 ở trường THPT. 5.2. Đối tượng nghiên cứu Xây dựng và cách thức tổ chức dạy học một số bài giảng chương “Sự điện li” trên cơ sở vận dụng một số ứng dụng CNTT trong dạy học Hóa học nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS THPT. 6. Phạm vi nghiên cứu - Nội dung nghiên cứu được giới hạn trong chương “Sự điện li” Hóa học 11 3 - Thực nghiệm sư phạm (TNSP) tại trường THPT Ân Thi , THPT Thủy Sơn gồm 4 lớp 11 (2 lớp thực nghiệm (TN), 2 lớp đối chứng (ĐC)) và 16 giáo viên giảng dạy bộ môn Hóa học. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu tổng quan, tham khảo và hệ thống hóa các vấn đề lý luận được trình bày ở các báo, sách, công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài như: các ứng dụng CNTT trong Hóa học trên thiết bị điện tử thông minh trong dạy học, về dạy học phát triển NL cho HS đặc biệt là NL GQVĐ trong dạy học Hóa học ở trường THPT, các kiến thức, nội dung liên quan đến chương “Sự điện li” 7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Phương pháp điều tra, quan sát, thu thập thông tin : Phát phiếu thăm dò để điều tra thực trạng việc sử dụng các ứng dụng CNTT trong Hóa học và phát triển NL GQVĐ cho HS trong DH Hóa học. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm (TNSP) để đánh giá tính khả thi của việc vận dụng một số ứng dụng CNTT trong dạy học Hóa học chương “Sự điện li” – Hóa học 11 nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS. - Phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia: Hỏi ý kiến các giảng viên khoa sư phạm và giáo viên Hóa học ở trường THPT. 7.3. Phương pháp thống kê - Sử dụng phương pháp thống kê toán học và ứng dụng khoa học sư phạm để phân tích dữ liệu, đánh giá độ tin cậy, độ giá trị của các số liệu thu thập được từ kết quả thực nghiệm sư phạm nhằm rút ra kết luận cần thiết của đề tài. 8. Đóng góp của đề tài - Góp phần hệ thống hóa cơ sở lý luận về một số ứng dụng CNTT trong Hóa học để phát triển NL GQVĐ cho HS trong dạy học Hóa học. - Đề xuất nguyên tắc, quy trình vận dụng một số ứng dụng CNTT trong dạy học Hóa học chương “Sự điện li” lớp 11 nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS. - Đề xuất quy trình và thiết kế một số kế hoạch dạy học sử dụng các ứng dụng CNTT trong Hóa học để phát triển NL GQVĐ cho HS thông qua chương “Sự điện li” – Hóa học 11. - Điều tra, đánh giá thực trạng việc sử dụng các ứng dụng CNTT trong Hóa học vào việc dạy học và sự phát triển NL GQVĐ của HS trong quá trình dạy học Hóa học ở trường THPT Ân Thi tỉnh Hưng Yên và THPT Thủy Sơn thành phố Hải Phòng. - Thiết kế các tiêu chí và bộ công cụ đánh giá sự phát triển NL GQVĐ của HS. 4 9. Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu,kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục thì nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương sau: Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài Chương 2: Xây dựng các kế hoạch dạy học sử dụng một số ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học Hóa học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. 5 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Sự định hướng, đổi mới của nền giáo dục Việt Nam hiện nay “Giáo dục là vũ khí mạnh nhất mà người ta có thể sử dụng để thay đổi cả thế giới” là câu nói thể hiện tầm quan trọng đặc biệt của giáo dục đối với vận mệnh và phát triển của đất nước. Tuy nhiên, bên cạnh những thành tựu đã đạt được thì thực trạng của nền giáo dục Việt Nam đang có nhiều hạn chế, vì vậy cần phải có sự định hướng và đổi mới chất lượng giáo dục hiện nay là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu của quốc gia, trong đó có sự đổi mới chương trình giáo dục phổ thông. Mặt khác, nên đặt ra các định hướng, đổi mới trọng tâm, cụ thể của giáo dục phổ thông để từng bước thực hiện nhằm nâng cao chất lượng giáo dục nước nhà và để đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế. Nghị quyết số 29-NQ/TW về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo được Tổng Bí thư Nguyễn Phú Trọng đã ký và ban hành Nghị quyết tại Hội nghị lần thứ 8, Ban chấp hành Trung ương khóa XI vào ngày 4/11/2013 đã đánh giá tình hình, nêu rõ nguyên nhân về những bất cập và yếu kém trong giáo dục và đưa ra định hướng đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo. Hiện nay, một trong những yếu tố quyết định đến sự phát triển của mỗi quốc gia đó là nguồn nhân lực có chất lượng. Để được như vậy thì nền giáo dục cần phải có sự định hướng và đổi mới một cách khoa học. Và nghị quyết số 29-NQ/TW đã chỉ rõ cần phải đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục và đào tạo với ba lý do như sau: Đầu tiên, qua ba lần cải cách và đổi mới trong những năm gần đây, về cơ bản thì giáo dục đã đạt được nhiều thành quả quan trọng. Tuy nhiên, trong quá trình phát triển đó cũng đã bộc lộ nhiều bất cập, nhiều điểm yếu kém, đặc biệt không đáp ứng được yêu cầu của sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa, hội nhập quốc tế và những vấn đề gây bức xúc xã hội… Việc đổi mới giáo dục còn chưa đồng bộ, hiệu quả thấp, có nhiều chính sách, cơ chế, giải pháp về đổi mới giáo dục đã từng mang lại hiệu quả, nhưng nay trở nên không phù hợp với giai đoạn phát triển của đất nước, cho nên cần được điều chỉnh lại. Tiếp theo, trong tình hình hiện nay thì yêu cầu xây dựng và bảo vệ Tổ quốc, đặc biệt là chuyển đổi mô hình tăng trưởng theo chiều sâu và cơ cấu lại nền kinh tế theo hướng chất lượng, hiệu quả, có sức cạnh tranh của cả trong khu vực và thế giới nên đòi hỏi giáo dục cần phải đáp ứng nhu cầu học tập đa dạng của người dân, nhanh chóng góp phần tạo ra đội ngũ nguồn nhân lực có chất lượng cao. Như vậy, nếu không đổi mới căn bản giáo dục - đào tạo thì nhân lực chẳng những không là động lực phát triển, mà ngược lại sẽ là nhân tố cản trở sự phát triển của quốc gia. 6 Cuối cùng, sự phát triển của các ngành khoa học kĩ thuật công nghệ, khoa học giáo dục và sự cạnh tranh khốc liệt của rất nhiều lĩnh vực khác giữa các nước trên thế giới. Thực chất của sự cạnh tranh này đó là về nguồn nhân lực và khoa học công nghệ. Tất cả các nước trên thế giới khi bước vào thế kỉ XXI đều có xu hướng chung là tiến hành đổi mới mạnh mẽ và cải cách nền giáo dục hiện đại hơn. Do đó, nền giáo dục và đào tạo Việt Nam cần có sự định hướng và đổi mới căn bản và toàn diện. Thứ nhất, đổi mới những vấn đề cốt lõi và cấp thiết từ tư duy, quan điểm đến mục tiêu, chương trình giáo dục, hệ thống, cơ chế, các chính sách và các điều kiện bảo đảm chất lượng giáo dục. Thứ hai, đổi mới ở tất cả các cấp học và trình độ đào tạo, ở mối quan hệ giữa nhà trường, gia đình và xã hội. Mục đích của đổi mới nhằm tạo ra chuyển biến mạnh mẽ về chất lượng và hiệu quả giáo dục, từ đó đáp ứng ngày càng tốt hơn yêu cầu của sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc, nhu cầu học tập của nhân dân. Thứ ba, chuyển từ trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện về năng lực và phẩm chất của người học, hài hòa giữa dạy chữ, dạy nghề và dạy người. Thứ tư, đổi mới phương pháp giảng dạy, đào tạo từ cách làm phát triển không những về quy mô mà còn phát triển cả về chất lượng và hiệu quả giáo dục; từ một nền giáo dục cứng nhắc, lạc hậu phải xây dựng nền giáo dục có tính “mở”, liên thông giữa các cấp học, trình độ đào tạo, đảm bảo điều kiện cho mọi người dân được học tập suốt đời, xây dựng xã hội học tập. Thứ năm, đổi mới căn bản hình thức và phương pháp thi, kiểm tra và đánh giá kết quả giáo dục, đào tạo, bảo đảm trung thực, khách quan. Thứ sáu, đổi mới căn bản công tác quản lý giáo dục, đào tạo, bảo đảm dân chủ, thống nhất; tăng quyền tự chủ và trách nhiệm xã hội của các cơ sở giáo dục, đào tạo; coi trọng quản lý chất lượng. Thứ bảy, phát triển đội ngũ giáo viên và cán bộ quản lý nhằm đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục và đào tạo. Thứ tám, đổi mới chính sách, cơ chế tài chính, huy động sự tham gia đóng góp của toàn xã hội; nâng cao hiệu quả đầu tư để phát triển giáo dục và đào tạo. Thứ chín, nâng cao chất lượng, hiệu quả nghiên cứu và ứng dụng khoa học, công nghệ, đặc biệt là khoa học giáo dục và khoa học quản lý. Thứ mười, chủ động hội nhập và nâng cao hiệu quả hợp tác quốc tế trong giáo dục và đào tạo. Vì vậy, để tiến hành thành công sự nghiệp đổi mới giáo dục – đào tạo thì các cấp ủy, tổ chức đảng, các đoàn thể nhân dân tổ chức việc học tập, quán triệt tạo sự thống nhất về nhận thức và hành động thực hiện Nghị quyết 29. Thường xuyên kiểm tra việc thực hiện, kiểm tra công tác chính trị, tư tưởng và việc xây dựng nề nếp, kỷ cương trong các trường học, phát hiện và giải quyết dứt điểm các biểu hiện tiêu cực trong giáo dục. Như vậy, việc định hướng, đổi mới nền giáo dục và đào tạo hiện nay có ý nghĩa to lớn, quan trọng đối với sự nghiệp phát triển của nước ta. [35,36] 7 1.2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề Bộ môn Hóa học là môn khoa học kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm nên nó gắn liền với cuộc sống con người. Cho nên việc dạy học (DH) Hóa học đi đôi với thực hành, làm thí nghiệm là mong muốn của nhiều GV. Để đổi mới nội dung, phương pháp giảng dạy, học tập môn Hóa học phổ thông theo hướng sử dụng các ứng dụng CNTT trong Hóa học vào việc giảng dạy và phát triển NL GQVĐ cho HS đã có một số đề tài nghiên cứu theo hướng trên như: 1.2.1. Trên thế giới Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về phát triển NL và ứng dụng CNTT trong dạy học của các nhà khoa học như: cuốn sách Franz E. Weinert, viện Max Planck về tâm lí, Munich Đức (1999), “Definition and Selection of Compentencies Concepts of Competence” đã trình bày các khái niệm như: NL; NL nhận thức chung, NL nhận thức chuyên ngành, NL nhận thức, NL hành động, mô hình NL nghề nghiệp và tác giả cũng đã tổng quan, khái quát hóa các cách định nghĩa khác nhau về NL, các vấn đề lí thuyết và thực tiễn trong sử dụng một cách khoa học khái niệm về NL. Nghiên cứu: “Definition and selection of kay competencies” do tổ chức các nước kinh tế phát triển – OCED (2005) đã nghiên cứu cụ thể về các NL cần đạt cho HS, các NL then chốt để hình thành và phát triển cho HS trong thời kì kinh tế tri thức và đưa ra khái niệm về NL. Ngoài ra, còn các chương trình giáo dục của nhiều quốc gia trên thế giới đã chú trọng phát triển NL.. Như chương trình giáo dục của Cộng hòa Liên bang Đức; chương trình giáo dục Quesbec của Canada giúp HS tự chủ, có sắc thái cá nhân, có thể tự xây dựng mục đích cho cuộc sống và chuẩn bị cho HS đóng góp xã hội. Trong thời gian gần đây thế giới rất quan tâm việc đánh giá năng lực trong giáo dục. Một số quốc gia như Cannada, Anh, Australia, Phần Lan...., một số tổ chức như ARC (Assessment Research Centre), AAIA (The Association for Achievement and Improvement through Asessment)..., một số tác giả như F. Dochy, A.Payne, C.Cooper,...cũng đã quan tâm nghiên cứu về đánh giá NL. Đặc biệt, ở những năm đầu thế kỉ XXI, các nước trong Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD – Organization for Economic Cooperation and Development) đã thực hiện chương trình đánh giá HS phổ thông Quốc tế (PISA – Programme for International Student Assessment). Chương trình PISA được tiến hành đối với HS phổ thông ở lứa tuổi 15 và nội dung cuộc thi không trực tiếp kiểm tra nội dung chương trình học trong nhà trường mà tập trung đánh giá năng lực vận dụng tri thức vào giải quyết các tình huống đặt ra trong thực tiễn. 8