Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học nâng cao trong dạy học THCS - Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục

• Tác giả: Nguyễn Thành Huy
• Người hướng dẫn: PGS. Cao Cự Giác
• Trường học: Đại học Vinh
• Chuyên ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học hóa học
• Đề tài: Xây dựng và sử dụng các dạng bài tập hóa học nâng cao trong dạy học ở trường trung học cơ sở
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Vinh

Tóm tắt

I. Tổng quan về bài tập hóa học nâng cao trong dạy học ở trường trung học cơ sở

Bài tập hóa học nâng cao đóng vai trò quan trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học ở trường trung học cơ sở. Các bài tập này không chỉ giúp học sinh củng cố kiến thức cơ bản mà còn phát triển tư duy phân tích, tổng hợp và sáng tạo. Nghiên cứu của Nguyễn Thành Huy (2012) chỉ ra rằng việc xây dựng hệ thống bài tập hóa học nâng cao cần dựa trên cơ sở lý luận về phương pháp dạy học tích cực và phát triển tư duy học sinh. Bài tập nâng cao đòi hỏi khả năng tư duy toán học song song với khả năng quan sát, nhận thức các hiện tượng hóa học tự nhiên. Sự kết hợp hai khả năng này giúp học sinh tránh được nhận thức khoa học cứng nhắc, phiến diện. Đồng thời, bài tập hóa học nâng cao còn mang ý nghĩa giáo dục sâu sắc, rèn luyện cho học sinh tính kiên trì, cẩn thận và tinh thần hợp tác trong học tập. Đây là công cụ hữu hiệu để nâng cao chất lượng giáo dục hóa học ở cấp trung học cơ sở.

1.1. Khái niệm và vai trò của bài tập hóa học nâng cao

Bài tập hóa học nâng cao là những bài tập được thiết kế vượt chuẩn chương trình, đòi hỏi học sinh vận dụng kiến thức tổng hợp từ nhiều lĩnh vực khác nhau. Vai trò của bài tập nâng cao thể hiện ở bốn khía cạnh chính: ý nghĩa trí dục giúp phát triển tư duy logic, ý nghĩa phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề, ý nghĩa giáo dục hình thành phẩm chất học tập, và ý nghĩa kiểm tra đánh giá năng lực học sinh toàn diện. Bài tập nâng cao giúp phân hóa đối tượng học sinh, tạo điều kiện cho học sinh giỏi phát huy năng lực.

1.2. Cơ sở lý luận xây dựng bài tập hóa học nâng cao

Cơ sở lý luận xây dựng bài tập hóa học nâng cao dựa trên ba trụ cột chính. Thứ nhất là phương hướng đổi mới phương pháp dạy học tích cực, nhấn mạnh tính tự giác và tự lực của học sinh trong quá trình học tập. Thứ hai là lý thuyết về tư duy và phát triển tư duy, bao gồm các giai đoạn phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa và khái quát hóa. Thứ ba là tiến trình giải bài tập hóa học, từ việc hiểu đề bài, phân tích dữ kiện đến lựa chọn phương pháp giải tối ưu. Ba yếu tố này tạo nền tảng vững chắc cho việc thiết kế bài tập chất lượng cao.

II. Phân tích thực trạng và vấn đề bài tập hóa học nâng cao ở trường trung học cơ sở

Thực tế giảng dạy hóa học ở trường trung học cơ sở cho thấy nhiều hạn chế trong việc sử dụng bài tập hóa học nâng cao. Phần lớn giáo viên vẫn tập trung vào các bài tập cơ bản, thiếu hệ thống bài tập nâng cao phù hợp với năng lực học sinh. Học sinh thường gặp khó khăn khi đối mặt với bài tập đòi hỏi tư duy tổng hợp, đặc biệt khi phải kết hợp kiến thức hóa học với tư duy toán học. Nhiều học sinh có khả năng tư duy toán học tốt nhưng thiếu khả năng quan sát, nhận xét các hiện tượng hóa học, dẫn đến nhận thức khoa học cứng nhắc và toán học hóa các sự kiện hóa học. Ngược lại, học sinh có khả năng quan sát tốt nhưng tư duy toán học yếu cũng gặp không ít trở ngại. Việc thiếu hụt tài liệu bài tập hóa học nâng cao được biên soạn hệ thống, có phân loại theo mức độ tư duy là nguyên nhân chính khiến chất lượng dạy học chưa đạt kỳ vọng.

2.1. Hạn chế trong cách tiếp cận bài tập hóa học hiện tại

Cách tiếp cận bài tập hóa học truyền thống ở trường trung học cơ sở tồn tại nhiều bất cập. Giáo viên thường sử dụng bài tập theo khuôn mẫu, thiếu sự phân hóa theo năng lực học sinh. Bài tập chủ yếu yêu cầu áp dụng công thức trực tiếp mà không đòi hỏi tư duy phân tích sâu. Học sinh giải bài tập theo thói quen máy móc, không hình thành kỹ năng tư duy độc lập. Ngoài ra, việc thiếu liên hệ giữa lý thuyết và thực tiễn khiến bài tập trở nên khô khan, giảm hứng thú học tập của học sinh. Cần thay đổi cách tiếp cận toàn diện để nâng cao hiệu quả dạy học.

2.2. Yêu cầu phát triển tư duy học sinh qua bài tập nâng cao

Phát triển tư duy học sinh qua bài tập hóa học nâng cao đòi hỏi sự kết hợp hài hòa giữa hai khả năng cốt lõi. Khả năng tư duy toán học cho phép học sinh lập hệ phương trình, tính toán chính xác và tìm lời giải tối ưu. Khả năng quan sát nhận thức giúp học sinh hiểu bản chất hiện tượng hóa học, nhận diện quy luật và đưa ra nhận xét sắc bén. Thiếu một trong hai khả năng này, học sinh khó trở thành người học giỏi thực sự. Bài tập nâng cao phải được thiết kế để rèn luyện đồng thời cả hai năng lực, tạo nền tảng tư duy toàn diện cho học sinh trung học cơ sở.

III. Phương pháp xây dựng và sử dụng bài tập hóa học nâng cao hiệu quả

Phương pháp xây dựng bài tập hóa học nâng cao cần tuân thủ nguyên tắc từ đơn giản đến phức tạp, từ cơ bản đến nâng cao. Trước hết, giáo viên thiết kế bài tập tương đối đơn giản yêu cầu học sinh phân tích dữ kiện đề bài, nhận diện các chất tham gia và sản phẩm. Tiếp theo, bài tập được nâng dần mức độ phức tạp bằng cách tăng số lượng chất,引入 ẩn số và yêu cầu kết hợp nhiều phương trình phản ứng. Việc áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố là kỹ năng then chốt. Giáo viên cần hướng dẫn học sinh quy trình giải bài tập hệ thống: hiểu đề, phân tích, lập phương trình, tính toán và kiểm tra kết quả. Sử dụng bài tập nâng cao trong dạy học đòi hỏi phương pháp sư phạm linh hoạt, biết phân hóa đối tượng và tạo động lực học tập cho từng nhóm học sinh. Bài tập nên gắn liền với thực tiễn để tăng tính hấp dẫn và ý nghĩa giáo dục.

3.1. Nguyên tắc thiết kế bài tập hóa học nâng cao

Thiết kế bài tập hóa học nâng cao cần đảm bảo bốn nguyên tắc cơ bản. Nguyên tắc thứ nhất là tính phân hóa, bài tập phải có nhiều cấp độ từ nhận biết, thông hiểu đến vận dụng và vận dụng cao. Nguyên tắc thứ hai là tính hệ thống, các bài tập liên kết chặt chẽ với nhau tạo thành chuỗi kiến thức logic. Nguyên tắc thứ ba là tính thực tiễn, bài tập nên lấy bối cảnh từ đời sống thực tế để tăng hứng thú học tập. Nguyên tắc thứ tư là tính phát triển, bài tập phải kích thích tư duy sáng tạo, rèn luyện kỹ năng giải quyết vấn đề mới cho học sinh trung học cơ sở.

3.2. Các dạng bài tập nâng cao và cách áp dụng trong dạy học

Các dạng bài tập hóa học nâng cao được phân loại dựa trên nội dung và mức độ tư duy. Dạng thứ nhất là bài tập về phản ứng oxi hóa khử, đòi hỏi học sinh xác định số oxi hóa và cân bằng phương trình. Dạng thứ hai là bài tập hỗn hợp nhiều chất tác dụng với một chất hoặc với hỗn hợp khác, yêu cầu lập hệ phương trình phức tạp. Dạng thứ ba là bài tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tìm khối lượng chất chưa biết. Mỗi dạng bài tập cần được giới thiệu từ ví dụ đơn giản, sau đó nâng dần độ phức tạp để học sinh tiếp cận dần.

IV. Kết luận và ứng dụng bài tập hóa học nâng cao trong thực tiễn giảng dạy

Nghiên cứu về xây dựng và sử dụng bài tập hóa học nâng cao trong dạy học ở trường trung học cơ sở đã chỉ ra hiệu quả đáng kể trong việc nâng cao chất lượng giáo dục hóa học. Hệ thống bài tập được thiết kế khoa học giúp học sinh phát triển toàn diện tư duy logic, kỹ năng phân tích và khả năng giải quyết vấn đề phức tạp. Kết quả thực nghiệm cho thấy học sinh được tiếp cận bài tập nâng cao có tiến bộ rõ rệt trong kết quả học tập và hứng thú với môn hóa học. Bài tập hóa học nâng cao còn giúp giáo viên đánh giá chính xác năng lực học sinh, từ đó điều chỉnh phương pháp dạy phù hợp.Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này mở ra hướng phát triển mới cho việc biên soạn tài liệu dạy học hóa học ở cấp trung học cơ sở. Các dạng bài tập nâng cao có thể tích hợp vào chương trình chính khóa hoặc sử dụng trong hoạt động bồi dưỡng học sinh giỏi, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện.

4.1. Kết quả đạt được từ việc sử dụng bài tập hóa học nâng cao

Việc sử dụng bài tập hóa học nâng cao trong dạy học đạt được nhiều kết quả tích cực. Học sinh phát triển được khả năng tư duy toán học và khả năng quan sát nhận thức hiện tượng hóa học song song. Kỹ năng phân tích đề bài, lập hệ phương trình và tìm lời giải tối ưu được cải thiện đáng kể. Học sinh biết cách áp dụng định luật bảo toàn để giải quyết bài toán phức tạp một cách sáng tạo. Đặc biệt, hứng thú học tập môn hóa học tăng lên rõ rệt khi học sinh được thử thách với bài tập có tính tư duy cao. Kết quả kiểm tra đánh giá cho thấy điểm số trung bình của học sinh được cải thiện.

4.2. Hướng phát triển và ứng dụng trong tương lai

Hướng phát triển của bài tập hóa học nâng cao trong dạy học ở trường trung học cơ sở tập trung vào ba lĩnh vực chính. Thứ nhất là mở rộng hệ thống bài tập theo từng chuyên đề, đảm bảo tính toàn diện và hệ thống. Thứ hai là ứng dụng công nghệ thông tin trong thiết kế và sử dụng bài tập, tạo môi trường học tập tương tác hấp dẫn. Thứ ba là đào tạo giáo viên về phương pháp xây dựng và khai thác bài tập nâng cao hiệu quả. Nghiên cứu cũng đề xuất tích hợp bài tập nâng cao vào chương trình bồi dưỡng học sinh giỏi, góp phần phát hiện và bồi dưỡng nhân tài trong lĩnh vực khoa học tự nhiên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THÀNH HUY XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC DẠNG BÀI TẬP HÓA HỌC NÂNG CAO TRONG DẠY HỌC Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC VINH - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THÀNH HUY XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC DẠNG BÀI TẬP HÓA HỌC NÂNG CAO TRONG DẠY HỌC Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ Chuyên ngành: Lí luận và Phƣơng pháp dạy học bộ môn hóa học Mã số: 60.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS. CAO CỰ GIÁC VINH - 2012 2 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: - Thầy giáo PGS. Cao Cự Giác – Trưởng Bộ môn Lí luận và phương pháp dạy học hoá học, khoa Hóa trường Đại học Vinh, đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. - Thầy giáo PGS.TS Nguyễn Xuân Trƣờng và TS Nguyễn Thị Bích Hiền đã dành nhiều thời gian đọc và viết nhận xét cho luận văn. - Ban chủ nhiệm khoa Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Hoá học cùng các thầy giáo, cô giáo thuộc Bộ môn Lí luận và phương pháp dạy học hoá học khoa Hoá học trường ĐH Vinh và ĐHSP Hà Nội đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin cảm ơn tất cả những người thân trong gia đình, Ban giám hiệu Trường THCS TÂN PHÚ TRUNG, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này. Đồng Tháp, tháng 8 năm 2012 Nguyễn Thành Huy 3 MỤC LỤC Trang 1. Lý do chọn đề tài 9 2. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu 10 3. Mục đích nghiên cứu 10 4. Nhiệm vụ của đề tài 10 5. Giả thuyết khoa học 10 6. Phƣơng pháp nghiên cứu 11 7. Đóng góp mới của đề tài 11 B. PHẦN NỘI DUNG CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP HOÁ HỌC NÂNG CAO TRONG DẠY HỌC Ở TRƢỜNG THCS 1. Phƣơng hƣớng đổi mới phƣơng pháp dạy học hoá học ở trƣờng THCS 12 1. Tính tự giác hay tự lực của học sinh trong học tập 12 1. Phương pháp tích cực - Những dấu hiệu đặc trưng của các phương pháp tích cực 14 1. Phương pháp tích cực (PPTC) trong dạy học hoá học ở trường THCS 15 1. Tƣ duy và phát triển tƣ duy của học sinh trong quá trình dạy học hoá học 17 1. Tư duy và hoạt động nhận thức 17 1. Các giai đoạn của tư duy 18 1. Phân tích - tổng hợp 19 1. Trừu tượng hoá – khái quát hoá 20 1. Các hình thức cơ bản của tư duy 21 1. Phát triển tư duy của học sinh trong dạy học hoá học 23 4 1. Cơ sở xây dựng bài tập hoá học nâng cao và sử dụng bài tập hoá học nâng cao trong dạy học hóa học ở trƣờng THCS 28 1. Khái niệm về bài tập hóa học trong dạy học 28 1. Tác dụng của bài tập hóa học trong dạy học 28 1. Ý nghĩa trí dục 29 1. Ý nghĩa phát triển 30 1. Ý nghĩa giáo dục 30 1. Ý nghĩa kiểm tra đánh giá 30 1. Phân loại bài tập hóa học trong dạy học 31 1. Dựa vào nội dung môn học 32 1. Dựa vào phương pháp giải bài tập 32 1. Dựa vào đặc thù môn học 33 1. Dựa vào hình thức kiểm tra đánh 34 1. Dựa vào mức độ tư duy 35 1. Tiến trình giải một bài tập hóa học 36 1. Tổng quan về xây dựng và sử dụng bài tập hóa học nâng cao trong dạy học hóa học ở trƣờng THCS 37 1.1 Khái niệm về bài tập nâng cao 37 1. Một số biện pháp thực hiện việc xây dựng và sử dụng bài tập hóa học nâng cao trong dạy học hóa học ở trường THCS : 37 1. Thực trạng về sử dụng bài tập hóa học trong dạy học hóa học ở trường THCS : 37 1. Tầm quan trọng của việc xây dựng và sử dụng bài tập hóa học nâng cao trong dạy học hóa học ở trường THCS 38 1.3 Một số biện pháp sử dụng bài tập hóa học ở trường THCS 39 1. Kích thích động cơ học tập của học sinh 39 1. Soạn thảo nội dung dạy học và có phương pháp dạy học hợp lý 39 5 1.3 Kiểm tra, đánh giá 40 1. Một số biện pháp sử dụng bài tập hóa học nâng cao trong dạy học hóa học ở trường THCS 40 CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP NÂNG CAO TRONG DẠY HỌC Ở TRƢỜNG THCS 2. Xây dựng và sử dụng bài tập nâng cao để phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học cấp THCS 41 2.2 Xây dựng và sử dụng các dạng bài tập hóa học nâng cao trong dạy học ở trƣờng THCS 45 2.1 Xây dựng và sử dụngbài tập hóa học lập công thức phân tử theo phương pháp tính theo công thức hóa học trong dạy học ở trường THCS 46 2.1 phương pháp tính theo công thức hóa học 46 2.2 Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp tính theo công thức hóa học trong dạy học ở trường THCS 46 2. Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp bảo toàn khối lượng trong dạy học ở trường THCS 48 2. Phương pháp bảo toàn khối lượng 48 2.2 Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp bảo toàn khối lượng trong dạy học ở trường THCS: 48 2. Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp bảo toàn nguyên tố ( BTNT) trong dạy học ở trường THCS 51 2.1 Phương pháp bảo toàn nguyên tố : 51 2. Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp bảo toàn nguyên tố trong dạy học ở trường THCS 51 2. Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp tăng - giảm khối lượng (TGKL) trong dạy học ở trường THCS 53 2.1 Phương pháp tăng - giảm khối lượng. Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp tăng - giảm khối lượng trong dạy học ở trường THCS 53 6 2. Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp dùng khối lượng mol trung bình ( M ) trong dạy học ở trường THCS 56 2.1 Phương pháp dùng khối lượng mol trung bình ( M ). Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp dùng khối lượng mol trung bình ( M ) trong dạy học ở trường THCS 57 2. Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp ghép ẩn số trong dạy học ở trường THCS 60 2.1 Phương pháp ghép ẩn số. Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp ghép ẩn số trong dạy học ở trường THCS 60 2. Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp giải bài tập tự chọn lượng chất trong dạy học ở trường THCS 62 2.1 Phương pháp giải bài tập tự chọn lượng chất. Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp giải bài tập tự chọn lượng chất trong dạy học ở trường THCS 62 2.8 Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp biện luận để tìm công thức phân tử trong dạy học ở trường THCS 65 2.1 Phương pháp biện luận để tìm công thức phân tử.2 Xây dựng và sử dụng bài tập hóa học theo phương pháp biện luận để tìm công thức phân tử trong dạy học ở trường THCS 65 2.3 Bài tập áp dụng 2.1 Bài tập tự luận (có lời giải) 68 2.2 Bài tập trắc nghiệm 121 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3. Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 133 3. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm 133 7 3. Phƣơng pháp thực nghiệm 133 3. Đối tượng học sinh và địa bàn thực nghiệm 133 . Giáo viên thực nghiệm 133 3. Kế hoạch giảng dạy 133 3. Kết quả thực nghiệm 134 3. Xử lý kết quả thực nghiệm 135 3. Kết luận về thực nghiệm 136 8 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Chúng ta đang sống ở thế kỉ 21 là thế kỉ của nền văn minh trí tuệ với các xu thế đã rõ ràng, như sự phát triển của công nghệ thông tin và truyền thông, kinh tế tri thức, xã hội học tập…Sự phát triển xã hội và đổi mới đất nước đang đòi hỏi cấp bách phải nâng cao chất lượng giáo dục với một đất nước đang bước vào giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam sẽ từ một nước nông nghiệp về cơ bản trở thành nước công nghiệp và hội nhập với cộng đồng quốc tế. Trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ hiện đại, Đảng ta chủ trương khuyến kích mọi người dân tích cực học tập. Học để xây dựng đất nước, học để làm chủ tri thức tiên tiến của nhân loại, trở thành người có ích cho xã hội. Để đạt được mục tiêu đó, rõ ràng là ngoài các điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường phải được đảm bảo thì chương trình đào tạo là yếu tố quyết định. Với môn hoá học chương trình đào tạo đó không kể đến hệ thống lý thuyết và hệ thống bài tập ở khối THCS. Cho phù hợp với sự phát triển và nhu cầu của xã hội, ngành giáo dục có sự thay đổi nội dung chương trình sách giáo khoa, một số kiến thức mới đã đưa vào chương trình hoá học phổ thông. Đối với học sinh THCS bước đầu tiếp cận với bộ môn hoá học. Đây là một điều khó của hoá học THCS vì hoá học có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống đa dạng, phong phú về hợp chất và các tính chất riêng của mỗi chất, mỗi nguyên tố sẽ làm cho học sinh khó khăn trong quá trình tìm hiểu, vận dụng. Trong các kì thi HSG ở các huyện cũng như các kì thi HSG tỉnh, nhiều học sinh không xác định được cách giải do chưa nắm vững kiến thức cũng như phương pháp giải bài tập phần này. Đặc biệt khi học lên THPT các em Hs còn lúng túng và gặp nhiều khó khăn trong việc học tập bộ môn hóa dẫn đến các em thường sợ bộ môn hóa được chọn để thi TNPT. Đã có nhiều tài liệu về bài tập hoá học nâng cao để bồi dưỡng năng lực cho học sinh. Nhưng nhiều giáo viên ở các trường THCS hiện nay còn lúng túng khi chọn nội dung, bài tập phần này để áp dụng vào quá trình dạy học .