Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Khóa luận tốt nghiệp "Gây hứng thú học tập phần Hữu cơ lớp 11 THPT chương trình nâng cao" được thực hiện bởi sinh viên Lâm Gia Hân dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Trịnh Văn Biểu tại Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh (tháng 5/2014). Đề tài xuất phát từ bối cảnh đổi mới giáo dục phổ thông, chuyển dịch từ lối truyền thụ thụ động sang phát huy tính tích cực, sáng tạo của người học. Môn Hóa học mang bản chất khoa học thực nghiệm nhưng nội dung chương trình Hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao có khối lượng kiến thức lý thuyết tương đối nặng, dễ dẫn đến tình trạng quá tải và làm giảm sút hứng thú học tập của học sinh.
- Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu một số biện pháp và thiết kế hệ thống giáo án gây hứng thú cho học sinh trong phần Hóa học hữu cơ lớp 11 THPT chương trình nâng cao, nhằm giúp học sinh tiếp thu kiến thức tự nhiên, không nhàm chán, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và nâng cao chất lượng dạy học bộ môn.
- Nhiệm vụ nghiên cứu (gồm 4 nhiệm vụ):
- Nghiên cứu cơ sở lý luận liên quan đến vấn đề gây hứng thú học tập và quá trình dạy học Hóa học.
- Nghiên cứu, tuyển chọn và hệ thống hóa một số biện pháp gây hứng thú học tập.
- Phân tích đặc điểm nội dung bài học, áp dụng các biện pháp phù hợp để thiết kế 5 giáo án giảng dạy phần Hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp và giáo án đã đề xuất.
- Khách thể và đối tượng nghiên cứu:
- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học Hóa học ở trường trung học phổ thông.
- Đối tượng nghiên cứu: Việc thiết kế và sử dụng các biện pháp gây hứng thú cho học sinh trong chương trình Hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao THPT.
- Phạm vi nghiên cứu:
- Địa bàn nghiên cứu: 2 lớp 11 (khảo sát thực trạng tại lớp 11CL1 và 11CTin; thực nghiệm trên các lớp thực nghiệm và đối chứng) tại Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong, TP. Hồ Chí Minh.
- Nội dung nghiên cứu: Phần Hóa học hữu cơ lớp 11 chương trình nâng cao.
- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 9/2013 đến tháng 5/2014.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận xây dựng nền tảng lý luận dựa trên các lý thuyết dạy học và tâm lý học lứa tuổi:
- Khung lý thuyết và khái niệm:
- Định nghĩa quá trình dạy học theo tác giả Nguyễn An và Phan Trọng Ngọ: quá trình tương tác biện chứng hai chiều giữa hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh ($Dạy + Học = 1$).
- Hệ thống 4 vai trò chính của giáo viên trong phương pháp dạy học tích cực: "Người cổ vũ", "Người tổ chức", "Người thiết kế" và "Người đánh giá".
- Khái niệm hứng thú học tập dựa trên quan điểm tâm lý học (Zaporozhets, Gordon, Kovalev): thái độ lựa chọn đặc biệt của cá nhân đối với đối tượng hoạt động, thể hiện qua 3 phương diện: xúc cảm (yêu thích, say mê), nhận thức (hiểu ý nghĩa môn học), và hành động (chăm chú nghe giảng, chủ động học tập, làm thêm bài tập, tìm tòi tư liệu).
- Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Thu thập, phân tích, so sánh, phân loại và tổng hợp các tài liệu giáo khoa, giáo trình phương pháp dạy học, công trình nghiên cứu và luận văn liên quan.
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Điều tra bằng phiếu thăm dò ý kiến học sinh; quan sát sư phạm; tổng kết kinh nghiệm giảng dạy; thực nghiệm sư phạm có đối chứng trên lớp học thực tế.
- Phương pháp thống kê toán học: Xử lý số liệu khảo sát thực trạng và kết quả kiểm tra thực nghiệm (tính điểm trung bình, phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy, độ lệch chuẩn, hệ số biến thiên).
- Nguồn dữ liệu: Dữ liệu khảo sát từ 100 học sinh lớp 11 THPT chuyên Lê Hồng Phong, chương trình Sách giáo khoa Hóa học 11 Nâng cao, các tư liệu lịch sử khoa học, ứng dụng đời sống và kết quả các bài kiểm tra thực nghiệm sư phạm.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Cơ sở lý luận
Chương 1 tổng quan lịch sử nghiên cứu các biện pháp gây hứng thú dạy học Hóa học qua các khóa luận và luận văn tiêu biểu tại Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh (Phạm Ngọc Thủy, Phạm Thùy Linh, Tô Quốc Anh, Lê Thị Thanh Trâm, Phạm Thị Thanh Trúc). Tác giả khái quát hóa các biện pháp thành 5 nhóm phương tiện: phương tiện trực quan/CNTT, thủ pháp tâm lý, khai thác kiến thức hóa học, đa dạng hóa phương pháp và tổ chức hoạt động học tập.
Phần khảo sát thực trạng được thực hiện trên 100 học sinh lớp 11CL1 và 11CTin tại Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong (phát ra 103 phiếu, thu về 100 phiếu hợp lệ).
| Nội dung khảo sát |
Tỷ lệ phản hồi của học sinh |
| Thái độ đối với môn Hóa học |
77% thích hoặc bình thường; 23% không thích |
| Thời điểm nắm bắt bài học |
24% ngay tại lớp; 56% về nhà học lại; 20% sau tiết ôn tập |
| Không khí tiết học Hóa thông thường |
19% sôi nổi, sinh động; 37% bình thường; 35% yên lặng, buồn tẻ gây buồn ngủ |
Kết quả điều tra chỉ ra rằng phần lớn học sinh yêu thích Hóa học vì tính thực nghiệm và khả năng giải thích hiện tượng đời sống, nhưng việc tiếp thu trên lớp còn hạn chế do tiết học nặng lý thuyết, giáo viên ít áp dụng thường xuyên các biện pháp tạo hứng thú. Nguyện vọng nổi bật của học sinh là giáo viên giảng dạy hài hước, thân thiện, tăng cường thí nghiệm, kể chuyện lịch sử khoa học, tổ chức trò chơi có thưởng và liên hệ ứng dụng thực tiễn.
Chương 2: Một số biện pháp gây hứng thú học tập
Chương 2 trình bày chi tiết 5 biện pháp cụ thể phục vụ giảng dạy phần Hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao:
- Sử dụng thí nghiệm hóa học gây hứng thú: Phân loại thành thí nghiệm biểu diễn của giáo viên, thí nghiệm biểu diễn của học sinh và thí nghiệm thực hành. Đề xuất quy trình và cách giải thích cho các thí nghiệm trực quan:
- Đốt nước đá cháy (bài Axetilen): Ẩn mẫu $\text{CaC}_2$ dưới đá lạnh, khi đá tan giải phóng khí $\text{C}_2\text{H}_2$ bốc cháy trên bề mặt.
- Lột trứng không dùng tay (bài Axit cacboxylic): So sánh tốc độ hòa tan vỏ trứng ($\text{CaCO}_3$) giữa dung dịch $\text{CH}_3\text{COOH}$ và $\text{HCl}$.
- Đốt khăn không cháy (bài Ancol / Anđehit - Xeton): Nhúng khăn tẩm axeton/ete dễ bay hơi; ngọn lửa chỉ thiêu đốt lớp hơi bên ngoài.
- Vũ điệu viên long não (bài Axit cacboxylic): Phản ứng giữa $\text{CH}_3\text{COOH}$ và $\text{Na}_2\text{CO}_3$ sinh khí $\text{CO}_2$ bám vào viên long não làm nổi lên mặt nước rồi chìm xuống chu kỳ.
- Liên hệ kiến thức hóa học vào thực tế cuộc sống: Tuyển chọn và biên soạn 23 tình huống thực tế gắn liền với bài học:
- Bài Ankan: Nguyên nhân nổ khí metan trong hầm mỏ than (khi nồng độ $\text{CH}_4$ đạt 5–15%); lý do xăng, cồn cháy sạch còn than đá, củi để lại tro; cấu tạo và tính chất gas bình (chủ yếu propan) so với gas bật lửa (butan lỏng); hiện tượng sủi bọt khí metan ở đáy hồ ao vào mùa hè.
- Bài Anken & Ankin: Cơ chế khí etilen thúc đẩy hô hấp tế bào làm quả mau chín; tác hại của đất đèn ($\text{CaC}_2$) tạo $\text{C}_2\text{H}_2$ và $\text{CH}_3\text{CHO}$ làm chết cá khi ném xuống ao; lý do dùng ngọn lửa axetilen - oxy để hàn cắt kim loại thay vì etan; hạn chế về năng lượng và sinh khí độc $\text{CO}$ của phương pháp sản xuất axetilen từ đất đèn.
- Bài Benzen, Dẫn xuất Halogen, Ancol & Anđehit: Sử dụng toluen thay thế benzen trong phòng thí nghiệm nhằm giảm độc tính; sự đổi màu của hoa phù dung do biến đổi sắc tố caroten ($\text{C}{40}\text{H}{56}$); chảo không dính tráng nhựa teflon $(-\text{CF}_2-\text{CF}_2-)_n$; tác hại của xăng pha chì chứa tetraetyl chì $(\text{C}_2\text{H}_5)_4\text{Pb}$; etyl clorua ($\text{C}_2\text{H}_5\text{Cl}$) làm lạnh tức thời giảm đau cho cầu thủ; cơ chế diệt khuẩn của cồn; máy đo nồng độ cồn sử dụng $\text{CrO}_3$ chuyển thành $\text{Cr}_2\text{O}_3$ màu xanh đen; vai trò enzym phân giải rượu quyết định tửu lượng; sự hình thành anđehit acrylic khi đun nóng dầu ăn nhiều lần; công dụng dưỡng ẩm của glixerin ở nồng độ 20% nước; ý nghĩa độ đường mantozơ ghi trên nhãn chai bia ($12^\circ, 14^\circ$); bảo quản formanđehit dạng paraform và axetanđehit dạng parađehit; hàm lượng formol tự nhiên trong thực phẩm so với việc ướp xác.
- Thiết kế trò chơi theo nhóm: Hướng dẫn nguyên tắc thiết kế trò chơi học tập, cách thức phân chia nhóm, tính điểm thi đua và khen thưởng nhằm tạo không khí học tập tích cực.
- Kể chuyện hóa học: Sử dụng các mẩu chuyện lịch sử khám phá và danh nhân khoa học (tổng hợp urê của Friedrich Wöhler, giấc mơ cấu trúc vòng benzen của August Kekulé, Alfred Nobel và thuốc nổ, Charles Goodyear phát minh cao su lưu hóa, Justus von Liebig, đồng phân quang học axit lactic).
- Xây dựng phong cách giáo viên thân thiện: Kỹ năng tạo sự gần gũi, sử dụng ngôn ngữ khích lệ, giữ nhịp điệu giọng nói và tương tác tâm lý tích cực với học sinh.
Chương 3: Một số giáo án gây hứng thú học tập
Chương 3 thiết kế chi tiết 5 kế hoạch bài dạy (giáo án) thể hiện sự tích hợp linh hoạt các biện pháp nêu trên vào nội dung chương trình Hóa học 11 nâng cao:
- Giáo án 1: Bài Ankan (tích hợp câu hỏi thực tế về khí mỏ than, khí gas và cơ chế cháy).
- Giáo án 2: Bài Benzen và Ankylbenzen (kết hợp câu chuyện lịch sử giấc mơ của Kekulé và giải thích độc tính của vòng thơm).
- Giáo án 3: Bài Anđehit - Xeton (kết hợp thí nghiệm đốt khăn không cháy, hiện tượng bảo quản mẫu sinh vật bằng formol).
- Giáo án 4: Bài Luyện tập Hiđrocacbon (Ankin và Benzen) (tổ chức hoạt động nhóm và trò chơi củng cố kiến thức).
- Giáo án 5: Bài Ancol (tích hợp thí nghiệm nhận biết, hiện tượng bấc đèn cồn, máy đo nồng độ cồn $\text{CrO}_3$ và ứng dụng dưỡng ẩm của glixerin).
Chương 4: Thực nghiệm sư phạm
Tác giả tiến hành dạy thực nghiệm song song giữa các lớp thực nghiệm (sử dụng giáo án tích hợp các biện pháp gây hứng thú) và các lớp đối chứng (sử dụng phương pháp giảng dạy truyền thống) tại Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong.
- Tiến trình thực hiện: Tổ chức giảng dạy theo 5 giáo án đã soạn thảo, sau đó cho học sinh làm 2 bài kiểm tra đánh giá kiến thức và kỹ năng.
- Thu thập và phân tích dữ liệu: Tổng hợp kết quả điểm số, lập bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy, vẽ đồ thị đường tích lũy và tính toán các tham số đặc trưng thống kê sư phạm (điểm trung bình, độ lệch chuẩn, hệ số biến thiên). Thu thập phiếu thăm dò sau thực nghiệm về mức độ yêu thích, ưu điểm và hạn chế của các biện pháp đã triển khai.
Kết quả và đóng góp
- Kết quả nghiên cứu:
- Cung cấp bức tranh thực trạng dạy học Hóa học lớp 11 qua số liệu khảo sát 100 học sinh tại THPT chuyên Lê Hồng Phong, chỉ ra các nguyên nhân khiến học sinh thụ động và mong muốn đổi mới phương pháp.
- Xây dựng hệ thống 23 tư liệu liên hệ thực tế, 4 thí nghiệm vui và hệ thống chuyện kể lịch sử hóa học được chọn lọc chuẩn xác về mặt khoa học.
- Dữ liệu thực nghiệm sư phạm khẳng định lớp thực nghiệm đạt kết quả học tập vượt trội so với lớp đối chứng thông qua phổ điểm bài kiểm tra 1 và bài kiểm tra 2, đồ thị tích lũy điểm số lệch phải rõ rệt và phản hồi tích cực từ học sinh về độ sinh động của giờ học.
- Giải pháp và kiến nghị đề xuất:
- Giáo viên cần phân bổ thời lượng hợp lý, đan xen bài tập vận dụng ngắn trong giờ lý thuyết, tránh để bài học kéo dài đơn điệu.
- Khai thác tối đa tính trực quan của thí nghiệm và các hiện tượng đời sống quen thuộc nhằm giúp học sinh tự kiến tạo tri thức.
- Tổ chức hoạt động nhóm có tính điểm thi đua và duy trì thái độ tương tác cởi mở, thân thiện trong lớp học.
- Đóng góp mới của đề tài:
- Hệ thống hóa và cụ thể hóa 5 biện pháp gây hứng thú dạy học áp dụng trực tiếp cho phần Hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao.
- Xây dựng trọn vẹn 5 giáo án bài dạy mẫu có tính ứng dụng thực tiễn cao, có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên phổ thông và giáo sinh thực tập.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế:
- Địa bàn khảo sát thực trạng và thực nghiệm sư phạm chỉ mới thực hiện trên đối tượng học sinh tại Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong (TP.HCM), chưa mở rộng khảo sát ở các trường THPT đại trà hoặc các khu vực địa lý khác nhau.
- Nội dung đề tài chỉ tập trung giới hạn trong phạm vi phần Hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao.
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Mở rộng việc thử nghiệm và áp dụng các biện pháp gây hứng thú sang phần Hóa học vô cơ lớp 11, cũng như toàn bộ chương trình Hóa học lớp 10 và lớp 12.
- Đánh giá tác động của các biện pháp trên nhiều đối tượng học sinh có năng lực học tập đa dạng tại các trường phổ thông không chuyên.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng sử dụng:
- Giáo viên Hóa học THPT: Tham khảo 5 giáo án mẫu và ngân hàng 23 câu hỏi thực tế để làm phong phú bài giảng trên lớp.
- Sinh viên ngành Sư phạm Hóa học: Nguồn tài liệu thực tế cho các đợt thực tập sư phạm, rèn luyện kỹ năng thiết kế bài dạy tích cực và xây dựng thí nghiệm vui.
- Cán bộ nghiên cứu phương pháp dạy học: Tham khảo phương pháp thiết kế phiếu thăm dò thực trạng và quy trình thực nghiệm sư phạm định lượng trong môn Hóa học.
- Phần đáng tham khảo nhất: Hệ thống các ví dụ liên hệ thực tiễn đời sống ở Chương 2 và các thiết kế hoạt động trong 5 giáo án ở Chương 3.
Câu hỏi thường gặp
1. Đề tài đề xuất bao nhiêu biện pháp gây hứng thú học tập và thuộc những nhóm nào?
Tác giả đề xuất 5 biện pháp cụ thể: (1) Sử dụng thí nghiệm hóa học vui; (2) Liên hệ kiến thức hóa học với thực tế đời sống; (3) Thiết kế trò chơi theo nhóm; (4) Kể chuyện lịch sử hóa học và danh nhân khoa học; (5) Xây dựng sự thân thiện giữa giáo viên và học sinh. Các biện pháp này được xếp vào 4 nhóm: phương tiện dạy học, thủ pháp tâm lý, khai thác nguồn kiến thức hóa học và tổ chức hoạt động dạy học.
2. Bốn vai trò chính của giáo viên trong dạy học tích cực được tác giả phân tích là gì?
Bốn vai trò được xác định gồm: "Người cổ vũ" (động viên, khích lệ tư duy sáng tạo của học sinh), "Người tổ chức" (tạo môi trường làm việc nhóm, tranh luận phát hiện tri thức), "Người thiết kế" (xây dựng nội dung, tình huống học tập phù hợp) và "Người đánh giá" (khách quan xác nhận, định hướng kiến thức thu nhận).
3. Khảo sát 100 học sinh tại THPT chuyên Lê Hồng Phong chỉ ra thực trạng tiếp thu bài học như thế nào?
Kết quả cho thấy có 56% học sinh chỉ nắm được bài sau khi về nhà học lại, 24% nắm bài ngay tại lớp và 20% nắm bài sau các tiết luyện tập/ôn tập; đồng thời có đến 35% học sinh đánh giá tiết học Hóa học thông thường diễn ra trong không khí yên lặng, buồn tẻ gây buồn ngủ.
4. Khóa luận thiết kế bài dạy chi tiết cho những nội dung nào của chương trình Hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao?
Khóa luận thiết kế 5 giáo án hoàn chỉnh thuộc Chương 3, bao gồm: Bài Ankan, Bài Benzen và Ankylbenzen, Bài Anđehit - Xeton, Bài Luyện tập Hiđrocacbon (Ankin và Benzen) và Bài Ancol.
5. Cơ chế hóa học của máy đo nồng độ cồn được giải thích như thế nào trong khóa luận?
Dụng cụ phân tích hơi thở của cảnh sát giao thông chứa hợp chất crom(VI) oxit $\text{CrO}_3$ (tinh thể màu vàng da cam, tính oxy hóa mạnh). Khi tài xế có hơi rượu (ancol etylic), hơi cồn bị $\text{CrO}_3$ oxy hóa và chuyển thành hợp chất $\text{Cr}_2\text{O}_3$ có màu xanh đen; dựa vào sự biến đổi màu sắc này thiết bị sẽ định lượng mức độ sử dụng rượu.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lâm Gia Hân đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu thông qua việc hệ thống hóa cơ sở lý luận và đề xuất 5 biện pháp sư phạm nhằm nâng cao hứng thú học tập phần Hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao. Hệ thống 5 giáo án thực nghiệm, 4 thí nghiệm trực quan và 23 tình huống thực tiễn được xây dựng chặt chẽ, gắn liền với nội dung bài học. Kết quả khảo sát thực trạng và thực nghiệm sư phạm tại Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong đã kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các giải pháp, đóng góp một tài liệu tham khảo thiết thực cho công tác giảng dạy Hóa học phổ thông.