Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài. Dạy học bài tập hỏa học chương cân bằng hóa học nhằm phát triển năng lực nhận thức hóa học cho học sinh. Thực nghiệm sư phạm.
Cơ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỤC TIỄN CỦA ĐÈ TÀI 1. Lich sử nghiên cứu vấn đề N 1. Nghiên cứu vê năng lực nhận thức hóa học NLNTHH là khả năng cùa con người đê hiêu và áp dụng các khái niệm liên r ___ r r \ r \ quan đên HH trong việc giải quyêt các vân đê thực tê. Lịch sử nghiên cứu vê NLNTHH băt đâu từ những năm 1960 và 1970, khi các nhà giáo dục và nhà nghiên cứu bắt đầu quan tâm đến cách giảng dạy HH, cách con người học HH và tập trung nghiên cứu vào việc phát triển các công cụ để đo lường NLNTHH cùa con người.
Các công cụ này bao gồm các bài kiềm tra và câu hỏi, được thiết kế đế đo lường khả năng của con người sử dụng các khái niệm HH và giải quyết các vấn đề liên quan đến HH. [17] Đến những năm 1990, các chương trình đào tạo về HH cũng được phát triển để giúp nâng cao NLNTHH của HS và sinh viên. Các chương trình này bao gồm các hoạt động thực hành và tập trung vào giáo dục về cách tiếp cận với các vấn đề HH trong cuộc sống hàng ngày. [36] Trên thế giới đã có nhiều tác giả nghiên cứu về NLNTHH, có rất nhiều công trình nghiên cứu về NLNTHH được nghiên cứu và công bố: Công trình nghiên cứu "The Development and Assessment of Chemistry- Specific Metacognition in Undergraduate Students" của tác giả Marcy Towns tập trung vào việc phát triền và đánh giá NLNTHH đặc thù trong sinh viên đại học.
Tác giả đà xác định các yếu tố nhận thức đặc thù trong HH, bao gồm việc nhận biết và kiểm soát KT HH, việc xử lý thông tin HH, và việc điều chỉnh quá trình học tập HH. Thiết kế bộ công cụ đánh giá nhằm đo lường NLNTHH của sinh viên đại học. Công cự này giúp đo lường khả năng sinh viên nhận biết, ứng dựng và kiểm soát kiến thức HH trong việc giải quyết vấn đề. [44] Công trình nghiên cứu "Metacognitive Skills in Chemistry Problem Solving: A Case Study of High School Students in Germany" của tác giả Karin Sommer tập trung vào việc tìm hiểu về NLNTHH trong việc giải quyết vấn đề của HS trung học ở Đức.
Tác giả đã đề cập đến các phương pháp và công cụ để đánh giá NLNTHH 5 của HS trong việc giải quyết các vấn đề HH. Điều này giúp xác định mức độ hiểu biết KT và kỹ năng (KN) nhận thức của HS trong lĩnh vực này. [42] Ờ Việt Nam, đã có nhiều GV và các nhà nghiên cứu đã quan tâm, nghiên cứu về NLNTHH của HS và kết quả nghiêm cứu được thể hiện qua các luận văn và các bài báo khoa học như: Nguyễn Thị Kim Anh, tạp chí Giáo dục và Phát triển (2017): Đánh giá năng lực nhận thức hóa học của học sinh trung học phổ thông. Tác giả đã phân tích các biếu hiện của NLNTHH và xây dựng 10 tiêu chí đánh giá NLNTHH của HS.
[2] Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Nguyễn Thị Huyền Trang và Nguyễn Thị Vân Anh, tạp chí Giáo dục Quốc tế (2019): Nghiên cứu đánh giá năng lực nhận thức hóa học của học sinh trung học phố thông tại Việt Nam. Dựa trên kết quả của việc nghiên cứu về: khái niệm, khung NL, mức độ đánh giá NLNTHH của HS trường THPT; các tác giả đã cấu trúc hóa NLNTHH với 10 tiêu chí đánh giá, trong đó mỗi tiêu chí đánh giá được lượng hóa bàng bốn mức độ hoàn thành nhiệm vụ học tập bộ môn HH. [17] Luận văn thạc sĩ của Nguyễn Thị Hiền, trường ĐHGD - ĐHQG Hà Nội (2023): Phát triển năng lực nhận thức hóa học cho học sinh thông qua hệ thống bài tập phần liên kết hóa học, hóa học 10. Tác giả đã thiết kế các công cụ đánh giá NLNTHH của HS trước, trong và sau khi học tập với hệ thống bài tập chương liên kết hóa học, hóa học 10.
[18] Như vậy, các tác giả đà nghiên cứu về khả năng nhận thức HH, tiêu chí đánh giá NLNTHH của HS và các giải pháp để phát triển NLNTHH cho HS. Nghiên cứu về bài tập hóa học Trong thực tiễn dạy học ở trường phồ thông, BTHH giữ vai trò rất quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo, nó vừa là mục đích vừa là nội dung lại vừa là PPDH hiệu quả. Nó không chỉ cung cấp cho HS KT, con đường dành lấy KT mà còn mang lại niềm vui của quá trình khám phá, tìm tòi phát hiện của việc tìm ra đáp số nên BTHH còn mang lại cho người học một trạng thái hưng phấn, hứng thú nhận thức. [3] Những năm đầu thể kỉ XX, các nhà giáo dục chú yếu tập trung vào việc thiết kế các BTHH để giúp HS hiểu được các khái niệm cơ bản như nguyên tố, phản ứng HH và tính chất HH của chất.
Các BT phổ biến trong giai đoạn này thường là BT lý thuyết. Ví dụ HS được cho biết phản ứng giữa nitrogen và hydrogen để tạo ra amonia và được yêu cầu tính toán tỉ lệ mol giữa nitrogen và oxygen cần thiết để đạt được cân bằng hóa học.[431 Cuối thế kỉ XX, các nhà giáo dục đã chuyển sang tập trung vào việc thiết kế các BTHH có tính ứng dụng cao hơn. Các BT phố biến trong giai đoạn này thường là các BT thực tế có liên quan đến cuộc sống hàng ngày. Ví dụ BT về phản ứng HH trong thực phẩm: HS được yêu cầu tìm hiểu về các phản ứng HH xảy ra trong quá trình lên men khi sản xuất bia, rượu; phản ứng tráng bánh mì và sự oxi hóa trái cây và rau củ.
[41] Nhừng năm cuối thế kỉ XX: trong giai đoạn này, các nhà giáo dục đà bắt đầu thích nghi với sự phát triển của công nghệ và tạo ra các BTHH kết họp với các phần mềm tính toán và các công cụ trực tuyến. Ví dụ BT về phân tích phổ hồng ngoại: học sinh được yêu cầu phân tích phổ hồng ngoại cùa các họp chất HH, sử dụng các phần mềm tính toán như ACD/Labs hay SpectraBase, HS cũng được hướng dẫn cách đọc và phân tích các kết quả phân tích phổ.[45] Trong giai đoạn hiện nay, các nhà giáo dục đã chuyến sang tập trung vào việc thiết kế các BTHH có tính ứng dụng cao hơn và tập trung vào việc kết họp giữa các BT thực hành và lý thuyết. Các nhà giáo dục cũng đà tập trung vào việc thiết kế các BT nhằm phát triển các NL cùa HS. Ví dụ HS được yêu cầu nghiên cứu về cấu tạo, tính chất, ứng dụng của các vật liệu polime như chất dẻo, tơ, cao su.
Học sinh được yêu cầu áp dụng các KT đã tìm hiểu được về các vật liệu polymer để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Qua đó, đã phát triển được NL GỌVĐ và NL sáng tạo của HS.[45] Ở Việt Nam trong những năm gần đây thực hiện đổi mới PPDH theo định hướng phát triển NL cho HS. Đã có nhiều luận văn nghiên cứu về các PPDH tích cực để phát triển các NL cho HS. Chúng tôi tìm thông tin trên internet và tham khảo danh mục các luận văn thạc sĩ đã bảo vệ chúng tôi tìm thấy một số kết quả như sau: - Luận án tiến sĩ của Lê Văn Dũng (2001) với đề tài “Phát triển nhận thức vù tư 7 duy cho học sinh thông qua bài tập hóa học” (Dại học sư phạm Hà Nội).
Với luận án này tác giả đã đưa ra được khái niệm về BTHH, hệ thống bài tập (BT) đa dạng và phát triển NL của HS thông qua BTHH đạt hiệu quả cao trong giảng dạy và học tập của HS. “ Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học dùng phát triển năng lực tự học cho học sinh lớp 11 trường THPT”. Tác giả đà trình bày các bước xây dựng BTHH, xây dựng hệ thống bài tập và thiết kế 03 KHBD sử dụng các bài tập đó nhằm phát triển NL tự học cho HS. “Tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập hóa học 12 phần kim loại nhằm nâng cao hiệu quả học tập của học sinh yếu kém”.
Trong luận văn tác giả đã tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập phần kim loại - hóa học 12 phong phú và đa dạng, phù hợp với nhận thức của HS yếu kém. “ Phát triển năng lực nhận thức hoá học cho học sinh thông qua hệ thống bài tập phần liên kết hoá học-hoá học 10”. Đã nêu rõ vấn đề sử dụng BTHH phần liên kết hóa học - hóa học 10 hiện nay ở trường THPT mang lại hiệu quả cao trong học tập. [18] Số đề tài nghiên cứu về BTHH thì khá nhiều, tuy nhiên nghiên cứu BT chương CBHH và sử dụng các BT đó để phát triển NLNTHH cho HS còn ít và đây cũng là r 1 ỵ một vân đê rât cân được quan tâm.
Tổn quan vê năng nhận thức hóa học 1. Khái niệm năng lực và năng lực nhận thức hóa học • Oe o • • • 9 Chương trình giáo dục phô thông 2018 giải thích khái niệm NL như sau: “NL là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tống hợp các KT, KN và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,.thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể”. [9] 8 Như vậy có thể hiểu một cách ngắn gọn NL là khả năng vận dụng tất cả những yếu tố chủ quan (mà bản thân có sẵn hoặc được hình thành qua học tập) để giải quyết các vấn đề trong học tập, công tác và cuộc sống. NLNTHH là khả năng của con người để nhận biết, hiểu và áp dụng KT về hóa học vào các tình huống thực tế.
Nó bao gồm việc nhận diện các khái niệm cơ bản trong hóa học, hiểu quy tắc và nguyên tắc hoạt động của các quá trình hóa học, và khả năng áp dụng những kiến thức này đế giải quyết các vấn đề liên quan đến hóa học trong cuộc sống hàng ngày. NLNTHH là quá trình HS nhận thức được các kiến thức cơ sở về cấu tạo chất; các quá trình HH; các dạng nãng lượng và bảo toàn năng lượng; một số chất HH cơ bản và chuyển hóa HH; một số ứng dụng cùa HH trong đời sống và sản xuất.