Thiết Kế Thí Nghiệm Hóa Học Gắn Kết Cuộc Sống Trong Dạy Học Ở Trường THPT

LỜI CẢM ƠN

1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC THIẾT KẾ VÀ VẬN DỤNG THÍ NGHIỆM GẮN KẾT CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC PHẦN HÓA HỌC HỮU CƠ Ở TRƯỜNG THPT

1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước

1.2. Đổi mới phương pháp dạy học môn Hóa học ở trường THPT

1.2.1. Định hướng đổi mới phương pháp dạy học

1.2.2. Xu hướng đổi mới phương pháp dạy học

1.3. Một số biện pháp dạy học môn Hóa học ở trường THPT

1.4. Thí nghiệm gắn kết cuộc sống

1.4.1. Khái niệm thí nghiệm hóa học

1.4.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học môn Hóa học ở trường THPT

1.4.3. Phân loại và sử dụng thí nghiệm trong dạy học môn Hóa học ở trường THPT

1.4.4. Thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống

1.4.4.1. Yêu cầu cần đạt của thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống

1.4.5. Thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học môn Hóa học ở một số trường THPT tại Đà Nẵng

1.4.5.1. Mục đích điều tra

1.4.5.2. Đối tượng và phương pháp điều tra

1.4.5.3. Kết quả điều tra

1.5. TIỂU KẾT CHƯƠNG 1

2. THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC GẮN KẾT CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC PHẦN HÓA HỌC HỮU CƠ Ở TRƯỜNG THPT

2.1. Phân tích nội dung chương trình phần Hóa học Hữu cơ ở trường THPT trong chương trình hiện hành và chương trình GDPT mới

2.2. Cấu trúc, nội dung chương trình và chuẩn kiến thức kĩ năng phần Hóa học Hữu cơ ở trường THPT chương trình GDPT mới

2.3. Phương pháp dạy học phần Hóa học Hữu cơ ở trường THPT

2.4. Các nguyên tắc thiết kế các thí nghiệm gắn kết cuộc sống

2.5. Các bước thiết kế các thí nghiệm gắn kết cuộc sống

2.6. Giới thiệu các thí nghiệm gắn kết cuộc sống đã thiết kế và cách sử dụng các thí nghiệm này vào quá trình dạy học phần Hóa học Hữu cơ ở trường THPT

2.6.1. Thí nghiệm 1: Sử dụng cồn để xóa vết mực bút lông bảng

2.6.2. Thí nghiệm 2: Ảo thuật: Bàn tay cháy bằng bọt xịt côn trùng

2.6.3. Thí nghiệm 3: Tính tan của benzene trong các dung môi

2.6.4. Thí nghiệm 4: Thử tài tách chất

2.6.5. Thí nghiệm 5: Ảo thuật: Đốt cháy nước đá

2.6.6. Thí nghiệm 6: Thử tính chất của acetylene

2.6.7. Thí nghiệm 7: Phản ứng giữa rượu và copper(II) oxide

2.6.8. Thí nghiệm 8: Ảo thuật: Đốt khăn không cháy

2.6.9. Thí nghiệm 9: Thổi bong bóng không tốn sức

2.6.10. Thí nghiệm 10: Mực tàng hình từ nước cốt chanh

2.6.11. Thí nghiệm 11: Làm sạch vết rỉ sắt bằng giấm ăn

2.6.12. Thí nghiệm 12: Thử tính chất của giấm ăn: Tác dụng với kim loại

2.6.13. Thí nghiệm 13: Thử tính chất của giấm ăn: Tác dụng với base và muối

2.6.14. Thí nghiệm 14: Món trứng giấm chữa bệnh xương khớp

2.6.15. Thí nghiệm 15: Sulfuric acid đặc oxi hóa carbohydrate

2.6.16. Thí nghiệm 16: Khả năng hấp phụ iodine của tinh bột

2.6.17. Thí nghiệm 17: Chế tạo ruột phích mini

2.6.18. Thí nghiệm 18: Đông tụ lòng trắng trứng

2.6.19. Thí nghiệm 19: Tính tan của cao su thiên nhiên trong các dung môi

2.7. TIỂU KẾT CHƯƠNG 2

3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm

3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm

3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm

3.4. Tiến trình thực nghiệm sư phạm

3.5. Kết quả và xử lí số liệu thực nghiệm sư phạm

3.5.1. Kết quả bài kiểm tra của học sinh

3.5.2. Kết quả khảo sát ý kiến đánh giá của học sinh

3.5.3. Kết quả khảo sát ý kiến đánh giá của giáo viên bộ môn giảng dạy tại lớp học thực nghiệm

3.6. TIỂU KẾT CHƯƠNG 3

4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

4.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

4.2. Thiết kế thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống

4.3. Thực nghiệm sư phạm

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Thí Nghiệm Hóa Học Gắn Kết Cuộc Sống

Môn hóa học đóng vai trò then chốt trong chương trình giáo dục phổ thông, kết nối lý thuyết với thực tiễn thông qua các thí nghiệm. Tuy nhiên, nhiều học sinh vẫn cảm thấy hóa học khô khan và khó hiểu. Việc thiết kế thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống là một giải pháp hiệu quả để tăng tính hấp dẫn và khả năng ứng dụng của môn học. Các thí nghiệm này giúp học sinh nhận thấy sự hiện diện của hóa học trong mọi mặt của đời sống, từ đó khơi gợi niềm đam mê và hứng thú học tập. Việc tích hợp các thí nghiệm thực tế vào giảng dạy hóa học THPT không chỉ củng cố kiến thức mà còn phát triển tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh chương trình GDPT mới chú trọng phát triển năng lực của người học. Như tác giả Hoàng Khánh Linh (2017) đã nghiên cứu về “Thiết kế thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống trong dạy học Hóa học phần Vô cơ lớp 11 Trung học Phổ thông”.

1.1. Tầm quan trọng của thí nghiệm hóa học thực tế

Thí nghiệm hóa học đóng vai trò trung tâm trong việc giảng dạy hóa học, là công cụ hiệu quả để minh họa các khái niệm lý thuyết và giúp học sinh hiểu sâu hơn về bản chất của các chất và phản ứng. Việc tích hợp thí nghiệm hóa học thực tế giúp học sinh hình thành kiến thức thông qua trải nghiệm trực quan, nâng cao khả năng ghi nhớ và ứng dụng kiến thức vào các tình huống thực tế. Các thí nghiệm minh họa bài giảng hóa học cần được thiết kế đơn giản, dễ thực hiện và an toàn để học sinh có thể tự mình trải nghiệm và khám phá.

1.2. Vấn đề thiếu gắn kết giữa hóa học và cuộc sống

Một trong những thách thức lớn nhất trong giảng dạy hóa học là việc kết nối kiến thức lý thuyết với ứng dụng hóa học trong thực tế. Học sinh thường gặp khó khăn trong việc nhận ra mối liên hệ giữa các khái niệm hóa học trừu tượng và các hiện tượng quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày. Điều này dẫn đến việc học sinh cảm thấy môn học nhàm chán và thiếu động lực học tập. Để giải quyết vấn đề này, cần tập trung vào việc thiết kế bài giảng hóa học sao cho gắn liền với hóa học và cuộc sống.

1.3. Tiêu chí đánh giá thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống

Để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống, cần xây dựng bộ tiêu chí đánh giá cụ thể. Các tiêu chí này nên bao gồm tính an toàn, tính trực quan, tính khả thi, tính ứng dụng và khả năng kích thích hứng thú học tập của học sinh. Thí nghiệm phải sử dụng các vật liệu dễ kiếm, quy trình thực hiện đơn giản và kết quả quan sát rõ ràng, giúp học sinh dễ dàng tiếp thu và ghi nhớ kiến thức. Ngoài ra, thí nghiệm hóa học an toàn cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn phòng thí nghiệm.

II. Thách Thức Khi Sử Dụng Thí Nghiệm Hóa Học ở Trường THPT

Mặc dù vai trò của thí nghiệm hóa học là không thể phủ nhận, việc sử dụng chúng trong trường THPT vẫn còn gặp nhiều khó khăn. Cơ sở vật chất, trang thiết bị thí nghiệm còn thiếu thốn hoặc lạc hậu. Thời gian dành cho thực hành thí nghiệm còn hạn chế so với lý thuyết. Kỹ năng thực hành hóa học của giáo viên đôi khi chưa đáp ứng được yêu cầu. Bên cạnh đó, việc tìm kiếm và sáng tạo thí nghiệm hóa học phù hợp, an toàn, và gắn liền với đời sống không phải là điều dễ dàng. Điều này đòi hỏi sự nỗ lực và tâm huyết của cả giáo viên và học sinh.

2.1. Thiếu hụt trang thiết bị và hóa chất thí nghiệm

Một trong những rào cản lớn nhất trong việc triển khai thực hành thí nghiệm hóa học là sự thiếu hụt về trang thiết bị và hóa chất thí nghiệm. Nhiều trường THPT không có đủ phòng thí nghiệm hoặc các thiết bị cần thiết để thực hiện các thí nghiệm một cách đầy đủ và hiệu quả. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng giảng dạy và khả năng tiếp thu kiến thức của học sinh. Giáo viên phải đối mặt với thách thức lớn trong việc tìm kiếm các giải pháp thay thế hoặc điều chỉnh mô hình thí nghiệm hóa học.

2.2. Hạn chế về thời gian và chương trình học

Thời gian dành cho thực hành thí nghiệm hóa học trong chương trình học còn hạn chế so với lượng kiến thức lý thuyết cần truyền tải. Điều này khiến giáo viên không có đủ thời gian để hướng dẫn học sinh thực hiện thí nghiệm một cách kỹ lưỡng và chi tiết. Bên cạnh đó, chương trình học nặng nề cũng gây áp lực lên cả giáo viên và học sinh, khiến việc tích hợp thí nghiệm trực quan hóa học trở nên khó khăn hơn. Cần có sự điều chỉnh hợp lý về thời lượng và nội dung chương trình để tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hành thí nghiệm.

2.3. Năng lực và kỹ năng thực hành của giáo viên

Để thực hiện đổi mới phương pháp dạy học hóa học, đội ngũ giáo viên cần được trang bị đầy đủ kiến thức và kỹ năng thực hành hóa học. Tuy nhiên, một số giáo viên có thể gặp khó khăn trong việc thiết kế, tổ chức và hướng dẫn các thí nghiệm một cách an toàn và hiệu quả. Việc bồi dưỡng và nâng cao năng lực cho giáo viên là yếu tố then chốt để cải thiện chất lượng giảng dạy và khuyến khích sáng tạo thí nghiệm hóa học.

III. Phương Pháp Thiết Kế Thí Nghiệm Hóa Học Gắn Kết Cuộc Sống

Để thiết kế thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống hiệu quả, cần tuân thủ một số nguyên tắc. Thí nghiệm phải liên quan trực tiếp đến các hiện tượng, sản phẩm, hoặc vấn đề quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày. Vật liệu sử dụng phải dễ kiếm, rẻ tiền, và an toàn. Quy trình thực hiện phải đơn giản, dễ hiểu, và phù hợp với trình độ của học sinh. Kết quả thí nghiệm phải trực quan, sinh động, và có ý nghĩa khoa học rõ ràng. Ngoài ra, thí nghiệm cần khuyến khích học sinh tư duy, sáng tạo, và vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề.

3.1. Lựa chọn chủ đề thí nghiệm gần gũi với đời sống

Việc lựa chọn chủ đề thí nghiệm hóa học có ý nghĩa quyết định đến sự thành công của việc gắn kết cuộc sống. Các chủ đề nên xoay quanh các hiện tượng, sản phẩm, hoặc vấn đề mà học sinh thường xuyên gặp phải trong cuộc sống hàng ngày. Ví dụ, có thể sử dụng các sản phẩm gia dụng như giấm ăn, baking soda, hoặc chanh để thực hiện các thí nghiệm đơn giản. Điều này giúp học sinh dễ dàng nhận ra sự hiện diện của hóa học trong cuộc sống và tăng cường hứng thú học tập.

3.2. Sử dụng vật liệu dễ kiếm an toàn và thân thiện

Để đảm bảo tính khả thi và an toàn của các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống, cần ưu tiên sử dụng các vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền và ít độc hại. Các vật liệu này có thể là các sản phẩm gia dụng, nguyên liệu tự nhiên, hoặc các hóa chất thông thường. Việc sử dụng các vật liệu an toàn giúp giảm thiểu rủi ro tai nạn và tạo điều kiện cho học sinh tự tin thực hiện thí nghiệm. Đồng thời, việc sử dụng các vật liệu thân thiện với môi trường góp phần giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cho học sinh.

3.3. Đảm bảo tính trực quan và sinh động của thí nghiệm

Một trong những yếu tố quan trọng để thu hút sự chú ý của học sinh là tính trực quan và sinh động của các thí nghiệm hóa học. Kết quả thí nghiệm phải được thể hiện rõ ràng và dễ quan sát, giúp học sinh dễ dàng hình dung và ghi nhớ các khái niệm hóa học. Có thể sử dụng các hiệu ứng màu sắc, sự thay đổi trạng thái, hoặc các hiện tượng thú vị để tăng tính hấp dẫn của thí nghiệm. Điều này giúp kích thích trí tò mò và khuyến khích học sinh khám phá các kiến thức hóa học.

IV. Ứng Dụng Thí Nghiệm Hóa Học Gắn Kết Trong Dạy Học Hữu Cơ

Phần hóa học hữu cơ trong chương trình THPT là một lĩnh vực rộng lớn, bao gồm nhiều khái niệm trừu tượng và phức tạp. Việc sử dụng thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống có thể giúp học sinh dễ dàng tiếp cận và hiểu sâu hơn về các kiến thức này. Ví dụ, có thể sử dụng các thí nghiệm về phản ứng este hóa để giải thích quá trình tạo ra các loại hương liệu, hoặc sử dụng các thí nghiệm về tính chất của rượu để giải thích tác dụng của rượu đối với sức khỏe con người. Các bài tập hóa học thực tế giúp học sinh thấy được sự liên hệ mật thiết giữa hóa học hữu cơ và cuộc sống hàng ngày.

4.1. Thí nghiệm về tính chất của các hợp chất hữu cơ quen thuộc

Có thể thực hiện các thí nghiệm đơn giản để khám phá tính chất của các hợp chất hữu cơ quen thuộc như rượu, axit axetic (giấm ăn), đường, tinh bột, hoặc dầu mỡ. Các thí nghiệm này có thể bao gồm việc quan sát khả năng hòa tan, tính axit-bazơ, khả năng cháy, hoặc khả năng phản ứng với các chất khác. Việc sử dụng các sản phẩm gia dụng giúp học sinh dễ dàng liên hệ kiến thức hóa học với cuộc sống hàng ngày và tăng cường hứng thú học tập.

4.2. Thí nghiệm về phản ứng hóa học trong đời sống

Nhiều phản ứng hóa học hữu cơ đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày, chẳng hạn như quá trình lên men, quá trình quang hợp, quá trình tiêu hóa thức ăn, hoặc quá trình sản xuất các sản phẩm công nghiệp. Có thể thực hiện các thí nghiệm để mô phỏng các phản ứng này và giúp học sinh hiểu rõ hơn về cơ chế và ứng dụng của chúng. Việc tích hợp kiến thức hóa học vào các tình huống thực tế giúp học sinh ghi nhớ kiến thức lâu hơn và phát triển khả năng giải quyết vấn đề.

4.3. Thí nghiệm về an toàn và bảo vệ môi trường

Một số hợp chất hữu cơ có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe con người và môi trường, chẳng hạn như các chất độc hại, các chất gây ô nhiễm, hoặc các chất gây cháy nổ. Có thể thực hiện các thí nghiệm để minh họa các nguy cơ này và giúp học sinh nâng cao ý thức về an toàn và bảo vệ môi trường. Các thí nghiệm hóa học an toàn nên tập trung vào việc sử dụng các vật liệu ít độc hại và tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn phòng thí nghiệm.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Và Đánh Giá Hiệu Quả Thực Nghiệm Sư Phạm

Việc áp dụng thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống vào dạy học hóa học hữu cơ đã mang lại những kết quả tích cực. Học sinh hứng thú hơn với môn học, chủ động tham gia vào các hoạt động học tập, và có khả năng vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tế. Kết quả kiểm tra cho thấy điểm số của học sinh ở lớp thực nghiệm cao hơn so với lớp đối chứng. Giáo viên cũng đánh giá cao tính hiệu quả của phương pháp này trong việc nâng cao chất lượng giảng dạy. Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Thị Hoa (2003) về “Sử dụng thí nghiệm và các phương tiện kĩ thuật dạy học để nâng cao tính tích cực, chủ động của học sinh trong học tập Hóa học lớp 10, lớp 11 trường Trung học phổ thông ở Hà Nội”.

5.1. So sánh kết quả học tập giữa lớp thực nghiệm và đối chứng

Để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống, cần so sánh kết quả học tập giữa lớp thực nghiệm (lớp được áp dụng phương pháp mới) và lớp đối chứng (lớp học theo phương pháp truyền thống). Các tiêu chí so sánh có thể bao gồm điểm số kiểm tra, mức độ hiểu bài, khả năng vận dụng kiến thức, và mức độ hứng thú học tập. Kết quả so sánh sẽ cho thấy liệu phương pháp mới có thực sự mang lại hiệu quả cao hơn so với phương pháp truyền thống hay không.

5.2. Đánh giá của học sinh về trải nghiệm học tập

Ngoài việc đánh giá kết quả học tập, cần thu thập ý kiến phản hồi từ học sinh về trải nghiệm học tập của họ. Có thể sử dụng các phương pháp như phỏng vấn, khảo sát, hoặc viết báo cáo để thu thập thông tin. Các câu hỏi nên tập trung vào các khía cạnh như mức độ hứng thú, mức độ hiểu bài, mức độ dễ dàng vận dụng kiến thức, và mức độ hữu ích của thí nghiệm. Ý kiến phản hồi từ học sinh sẽ giúp giáo viên điều chỉnh phương pháp giảng dạy và cải thiện chất lượng thí nghiệm.

5.3. Đánh giá của giáo viên về hiệu quả giảng dạy

Giáo viên đóng vai trò quan trọng trong việc triển khai và đánh giá hiệu quả của phương pháp dạy học mới. Cần thu thập ý kiến đánh giá của giáo viên về các khía cạnh như tính khả thi, tính hiệu quả, tính dễ thực hiện, và tính an toàn của thí nghiệm. Ý kiến đánh giá của giáo viên sẽ giúp xác định những ưu điểm và hạn chế của phương pháp mới và đưa ra các giải pháp cải thiện.

VI. Kết Luận Về Thiết Kế Thí Nghiệm Hóa Học Gắn Kết Cuộc Sống

Việc thiết kế thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống là một hướng đi đúng đắn trong việc đổi mới phương pháp dạy học hóa học THPT. Phương pháp này giúp học sinh thấy được vai trò quan trọng của hóa học trong cuộc sống, từ đó khơi gợi niềm đam mê và hứng thú học tập. Để áp dụng phương pháp này thành công, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa giáo viên, học sinh, và nhà trường. Đồng thời, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các thí nghiệm mới, phù hợp với nội dung chương trình và trình độ của học sinh. Tác giả Khúc Thị Thanh Huê (2012) đã nghiên cứu “Sử dụng thí nghiệm hóa học để tổ chức hoạt động học tập tích cực cho học sinh lớp 11 Trung học phổ thông”.

6.1. Tóm tắt các kết quả nghiên cứu chính

Các kết quả nghiên cứu đã chứng minh tính hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống trong việc nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập. Học sinh hứng thú hơn với môn học, hiểu bài sâu hơn, và có khả năng vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tế. Giáo viên cũng đánh giá cao tính hiệu quả của phương pháp này trong việc kích thích sự sáng tạo và chủ động của học sinh.

6.2. Đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo

Để phát triển và hoàn thiện phương pháp thiết kế thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống, cần tiếp tục nghiên cứu và khám phá các lĩnh vực sau: Nghiên cứu các phương pháp thiết kế bài giảng hóa học sáng tạo và hiệu quả hơn. Nghiên cứu các phương pháp đánh giá kết quả học tập toàn diện hơn. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự thành công của việc áp dụng phương pháp mới.

6.3. Khuyến nghị đối với giáo viên và nhà trường

Để áp dụng thành công phương pháp thiết kế thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống, cần có sự ủng hộ và hợp tác từ cả giáo viên và nhà trường. Giáo viên cần được trang bị đầy đủ kiến thức và kỹ năng cần thiết. Nhà trường cần cung cấp đầy đủ trang thiết bị và tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện thí nghiệm. Đồng thời, cần khuyến khích sự sáng tạo và chia sẻ kinh nghiệm giữa các giáo viên.

Thiết Kế Và Sử Dụng Thí Nghiệm Gắn Kết Cuộc Sống Trong Dạy Học Hóa Học Hữu Cơ Ở Trường THPT