Đề tài Vận dụng dạy học dự án trong dạy học phần Hóa học hữu cơ nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ở trường Trung học phổ thông miền núi phía Bắc

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các kết quả nghiên cứu trong luận án hoàn toàn trung thực và chưa có ai công bố trong bất kì công trình khoa học nào khác. Tác giả Nguyễn Thị Phương Thúy LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường ĐHSP Hà Nội, tôi đã hoàn thành luận án. Để có được kết quả này, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn và tri ân sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Thị Sửu và PGS.TS. Vũ Quốc Trung đã chỉ bảo, hướng dẫn tôi tận tình, chu đáo trong suốt quá trình nghiên cứu và học tập. Tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô trong tổ Bộ môn Phương pháp dạy học Hóa học - Khoa Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Phòng sau Đại học, Khoa Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội đã tạo những điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận án. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới các Sở GD&ĐT, các trường THPT tôi đã tiến hành khảo sát và thực nghiệm sư phạm, đặc biệt 12 trường THPT thuộc Sở GD&ĐT 5 tỉnh Điện Biên, Sơn La, Yên Bái, Hà Giang, Bắc Kạn. Cảm ơn các thầy cô giáo và các em học sinh đã hỗ trợ tạo điều kiện cho tôi hoàn thành các nội dung thực nghiệm của luận án. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới Ban Giám Hiệu, các thầy cô giáo Trường CĐSP Điện Biên, gia đình, đồng nghiệp, bạn bè đã động viên tôi về tinh thần, tạo điều kiện về thời gian để tôi hoàn thành luận án này. Hà Nội, tháng năm 2016 Tác giả Nguyễn Thị Phương Thúy MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG DẠY HỌC DỰ ÁN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC HỮU CƠ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG MIỀN NÚI PHÍA BẮC ............................................................................................. 6 1.1. Lịch sử về vấn đề nghiên cứu ........................................................................ 6 1.1.1. Một số nghiên cứu về vấn đề dạy học dự án trên thế giới và Việt Nam ... 6 1.1.2. Một số nghiên cứu về phát triển năng lực của học sinh trong dạy học trên thế giới và ở Việt Nam ....................................................................................... 10 1.2. Cơ sở lí luận về năng lực và năng lực giải quyết vấn đề ........................... 12 1.2.1. Cơ sở lí luận về năng lực ......................................................................... 12 1.2.2. Năng lực giải quyết vấn đề ...................................................................... 20 1.3. Dạy học dự án - một phƣơng pháp dạy học hiệu quả trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ................................................... 23 1.3.1. Khái niệm ................................................................................................. 23 1.3.2. Cơ sở phương pháp luận của dạy học dự án ............................................ 24 1.3.3. Đặc điểm của dạy học dự án .................................................................... 30 1.3.4. Phân loại dạy học dự án .......................................................................... 31 1.3.5. Tiến trình dạy học dự án .......................................................................... 32 1.3.6. Ưu và nhược điểm của dạy học dự án ..................................................... 34 1.4. Một số kĩ thuật dạy học hỗ trợ dạy học dự án ........................................... 35 1.4.1. Kĩ thuật khăn trải bàn .............................................................................. 35 1.4.2. Kĩ thuật đặt câu hỏi 5W1H ...................................................................... 36 1.4.3. Sơ đồ tư duy ............................................................................................. 36 1.5. Thực trạng giáo dục trung học phổ thông miền núi phía Bắc ................ 37 1.5.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội và giáo dục các tỉnh miền núi phía Bắc ... 37 1.5.2. Thực trạng vận dụng dạy học dự án trong dạy học hóa học hữu cơ và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh miền núi phía Bắc ............. 38 TIỂU KẾT CHƢƠNG 1 ......................................................................................... 44 CHƢƠNG 2. VẬN DỤNG DẠY HỌC DỰ ÁN TRONG DẠY HỌC PHẦN HÓA HỌC HỮU CƠ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG MIỀN NÚI PHÍA BẮC ............................................................................................................... 45 2.1. Phân tích đặc điểm cấu trúc nội dung chƣơng trình hóa học hữu cơ Trung học phổ thông ........................................................................................... 45 2.1.1. Mục tiêu giáo dục môn Hóa học trung học phổ thông ............................ 45 2.1.2. Cấu trúc nội dung chương trình hóa học hữu cơ Trung học phổ thông .. 45 2.2. Xây dựng hệ thống chủ đề dự án phần hóa học hữu cơ Trung học phổ thông nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh miền núi phía Bắc ............................................................................................................... 47 2.2.1. Nguyên tắc chọn nội dung để xây dựng chủ đề dự án ............................. 47 2.2.2. Xây dựng hệ thống dự án học tập và nghiên cứu .................................... 48 2.3. Sử dụng phƣơng pháp dạy học dự án trong dạy học phần hóa học hữu cơ để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Trung học phổ thông miền núi phía Bắc .................................................................................... 54 2.3.1. Các bước thực hiện dạy học dự án trong dạy học phần hóa học hữu cơ . 55 2.3.2. Thiết kế câu hỏi định hướng nghiên cứu cho một số dự án trong dạy học hóa học hữu cơ Trung học phổ thông ................................................................ 60 2.3.3. Thiết kế bài dạy sử dụng dạy học dự án để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Trung học phổ thông miền núi phía Bắc........................... 73 2.4. Thiết kế công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua dạy học dự án phần hóa học hữu cơ trung học phổ thông ....................... 86 2.4.1. Cơ sở để thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề .......... 86 2.4.2. Thiết kế bảng kiểm quan sát .................................................................... 89 2.4.3. Thiết kế phiếu hỏi .................................................................................... 90 2.4.4. Thiết kế phiếu tự đánh giá sản phẩm dự án của học sinh ........................ 93 2.4.5. Thiết kế bài kiểm tra ................................................................................ 96 TIỂU KẾT CHƢƠNG 2 ....................................................................................... 100 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ........................................................ 101 3.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm ................................................................ 101 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm ............................................................... 101 3.3. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm ................................................................ 101 3.3.1. Kế hoạch thực nghiệm ........................................................................... 101 3.3.2. Quy trình thực nghiệm ........................................................................... 102 3.4. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm .................................................................. 109 3.4.1. Phương pháp xử lí và đánh giá kết quả thực nghiệm ............................ 109 3.4.2 Xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm ........................................................ 110 TIỂU KẾT CHƢƠNG 3 ....................................................................................... 128 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................. 129 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC .............................................. 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 132 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ BTHH Bài tập hóa học MT Môi trường CNTT Công nghệ thông tin NC Nghiên cứu CTCT Công thức cấu tạo NL Năng lực CTPT Công thức phân tử NLGQVĐ Năng lực giải quyết vấn đề CTTQ Công thức tổng quát NXB Nhà xuất bản DD Dung dịch NT Nhóm trưởng DA Dự án PƯ Phản ứng DH Dạy học PP Phương pháp DHDA Dạy học dự án PPDH Phương pháp dạy học DHHH Dạy học hóa học PPDHDA Phương pháp dạy học dự án DTNT Dân tộc nội trú PPDHTC Phương pháp dạy học tích cực ĐH Đại học PTHH Phương trình hóa học ĐHSP Đại học Sư phạm SGK Sách giáo khoa ĐC Đối chứng SP Sản phẩm ĐK Điều kiện STT Số thứ tự GD Giáo dục SĐTD Sơ đồ tư duy GV Giáo viên TN Thực nghiệm GQVĐ Giải quyết vấn đề TK Thư kí HS Học sinh TNKQ Trắc nghiệm khách quan HHHC Hóa học hữu cơ TNSP Thực nghiệm sư phạm HCHC Hợp chất hữu cơ TB Trung bình KT Kĩ thuật THCS Trung học cơ sở KTDHTC Kĩ thuật dạy học tích cực THPT Trung học phổ thông KHGD Khoa học giáo dục TL Tự luận MNPB Miền núi phía Bắc DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. 1. Các loại trí thông minh của Howard Gardner.......................................... 29 Bảng 2. 1. Các dự án học tập, nghiên cứu và tìm hiểu .............................................. 48 Bảng 2. 2. Câu hỏi nghiên cứu dự án trong bài Glucozơ .......................................... 56 Bảng 2. 3. Hệ thống câu hỏi định hướng nghiên cứu và câu hỏi thảo luận sau khi báo cáo kết quả của các DA phần hóa học hữu cơ Trung học phổ thông. ...... 60 Bảng 2. 4. Bảng kiểm quan sát đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học dự án phần hóa học hữu cơ trung học phổ thông. ...................................... 90 Bảng 2. 5. Đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề sau khi vận dụng dạy học dự án ............................................................................................... 91 Bảng 2. 6. Phiếu hỏi giáo viên về phát triển năng lực giải quyết vấn đề sau khi vận dụng dạy học dự án ................................................................................ 92 Bảng 2. 7. Phiếu đánh giá sản phẩm báo cáo dự án .................................................. 93 Bảng 3. 1. Danh sách các trường trung học phổ thông thực nghiệm vòng 1 .......... 102 Bảng 3. 2. Danh sách các trường trung học phổ thông thực nghiệm vòng 2 .......... 103 Bảng 3. 3. Danh sách các trường trung học phổ thông thực nghiệm vòng 3 .......... 104 Bảng 3. 4. Tổng hợp kết quả bảng kiểm quan sát các tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề (lớp 11 vòng 2,3) ............................................................ 113 Bảng 3. 5. Tổng hợp kết quả bảng kiểm quan sát các tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề (lớp 12 vòng 2,3) ............................................................ 114 Bảng 3.6. Kết quả lấy thông tin giáo viên về mức độ phát triển năng lực .............. 115 Bảng 3.7. Kết quả tự đánh giá của học sinh về mức độ phát triển năng lực giải quyết vấn đề sau khi học theo dự án (vòng 2) ............................................... 116 Bảng 3. 8. Kết quả tự đánh giá của học sinh về mức độ phát triển năng lực giải quyết vấn đề sau khi học theo dự án (vòng 3) ..................................... 116 Bảng 3. 9. Kết quả phiếu tự đánh giá sản phẩm của học sinh (lớp 11 vòng 2,3) ... 117 Bảng 3. 10. Kết quả phiếu tự đánh giá sản phẩm của học sinh (lớp 12 vòng 2,3) .. 118 Bảng 3. 11. Bảng phân bố tần số, tần suất, tần suất lũy tích kết quả bài kiểm tra lớp 11 vòng 2................................................................................................... 119 Bảng 3. 12. Phân bố tần suất phân loại kết quả điểm bài kiểm tra lớp 11 vòng 2 .. 120 Bảng 3. 13. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng bài kiểm tra lớp 11 vòng 2 ...... 120 Bảng 3. 14. Bảng phân bố tần số, tần suất, tần suất lũy tích kết quả bài kiểm tra .. 120 Bảng 3. 15. Phân bố tần suất phân loại kết quả điểm bài kiểm tra lớp 12 vòng 2 .. 121 Bảng 3. 16. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng bài kiểm tra lớp 12 vòng 2 ...... 122 Bảng 3. 17.Bảng phân bố tần số, tần suất, tần suất lũy tích kết quả bài kiểm tra lớp 11 vòng 3 .................................................................................................. 123 Bảng 3.18. Phân bố tần suất phân loại kết quả điểm bài kiểm tra lớp 11 vòng 3 ... 124 Bảng 3. 19. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của bài kiểm tra lớp 11 vòng 3124 Bảng 3. 20. Bảng phân bố tần số, tần suất, tần suất lũy tích kết quả bài kiểm tra lớp 12 vòng 3................................................................................................... 125 Bảng 3. 21. Bảng phân bố tần suất phân loại kết quả bài kiểm tra lớp 12 vòng 3 .. 126 Bảng 3. 22. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng bài kiểm tra lớp 12 vòng 3 ...... 126 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ Hình 1.1. Các thành phần của năng lực .................................................................... 15 Hình 1.2. Mối quan hệ cấu trúc chung của NL với mục tiêu giáo dục theo UNESCO .. 15 Hình 1.3. Mô hình tảng băng về cấu trúc của năng lực ............................................ 16 Hình 1.4. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề .......................................................... 21 Hình 1.5. Mô hình vùng phát triển gần của Vygotsky .............................................. 28 Hình 1.6. Sơ đồ những đặc điểm của dạy học dự án................................................. 30 Hình 1.7. Quy trình tổ chức dạy học dự án ............................................................... 32 Hình 1.8. Tiến trình dạy học dự án ........................................................................... 33 Hình 1.9. Kĩ thuật khăn trải bàn ................................................................................ 35 Hình 1. 10. Biểu đồ kết quả khảo sát giáo viên về nhận thức và mức độ ................. 39 Hình 1. 11. Biểu đồ đánh giá vận dụng dạy học dự án để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ..................................................................... 41 Hình 2. 1. Sơ đồ cấu trúc chương trình phần Hóa học hữu cơ Trung học phổ thông .... 46 Hình 3. 1. Biểu đồ tần suất biểu diễn kết quả điểm kiểm tra (lớp 11 vòng 2) ........ 119 Hình 3.2. Đường lũy tích biểu diễn kết quả bài kiểm tra lớp 11 vòng 2 ................ 119 Hình 3.3. Biểu đồ tần suất phân loại điểm bài kiểm tra lớp 11 vòng 2 ................... 120 Hình 3. 4. Biểu đồ tần suất biểu diễn kết quả điểm kiểm tra lớp 12 vòng 2 ........... 121 Hình 3. 5. Đường lũy tích biểu diễn kết quả bài kiểm tra lớp 12 vòng 2 ............... 121 Hình 3. 6. Biểu đồ tần suất phân loại học sinh bài kiểm tra lớp 12 vòng 2 ............ 122 Hình 3. 7. Biểu đồ tần suất biểu diễn kết quả điểm kiểm tra lớp 11 vòng 3 ........... 123 Hình 3. 8. Đường lũy tích biểu diễn kết quả bài kiểm tra lớp 11 vòng 3 ............... 124 Hình 3. 9. Biểu đồ tần suất phân loại học sinh bài kiểm tra lớp 11 vòng 3 ............ 124 Hình 3. 10. Biểu đồ tần suất biểu diễn kết quả bài kiểm tra lớp 12 vòng 3 ............ 125 Hình 3. 11. Đường lũy tích biểu diễn kết quả bài kiểm tra lớp 12 vòng 3 ............. 126 Hình 3. 12. Biểu đồ tần suất phân loại học sinh qua bài kiểm tra lớp 12 vòng 3 ... 126 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong bối cảnh hiện nay, với xu thế hội nhập quốc tế đã tác động sâu sắc tới mọi mặt của cuộc sống tạo nên những thay đổi lớn lao của đất nước và đặt ra cho giáo dục nhiệm vụ phải đổi mới căn bản và toàn diện. Nền giáo dục nước ta cần đào tạo được những công dân, người lao động có khả năng thích ứng với sự phát triển không ngừng của nền kinh tế - xã hội, đáp ứng sự phát triển và hội nhập của đất nước. Do đó, mục tiêu của giáo dục ngày nay không chỉ dừng ở việc truyền thụ cho học sinh (HS) những kiến thức, kĩ năng, những kinh nghiệm đã tích lũy của loài người mà còn phải phát triển ở họ những năng lực (NL) cần thiết để tồn tại được trong xã hội hiện đại. Phát triển những NL cần thiết cho HS là một trong những yêu cầu cấp thiết của xã hội nước ta hiện nay. Yêu cầu này đã được thể hiện trong chiến lược phát triển giáo dục Việt Nam 2011-2020 ban hành kèm theo Quyết định 711/QĐ-TTg ngày 13/6/2012 của Thủ tướng Chính Phủ "Tập trung nâng cao chất lượng giáo dục, coi trọng giáo dục đạo đức lối sống, năng lực sáng tạo, kĩ năng thực hành, khả năng lập nghiệp". Trong báo cáo chính trị Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI có xác định "Đổi mới chương trình, nội dung phương pháp dạy và học, phương pháp thi, kiểm tra theo hướng hiện đại; nâng cao chất lượng toàn diện, đặc biệt coi trọng giáo dục lí tưởng, giáo dục truyền thống lịch sử cách mạng, đạo đức, lối sống, NL sáng tạo, kĩ năng thực hành, tác phong công nghiệp, ý thức trách nhiệm xã hội". Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản toàn diện giáo dục và đào tạo (Nghị quyết số 29-NQ/TW) đã khẳng định "Phải chuyển đổi căn bản toàn bộ nền giáo dục từ chủ yếu nhằm trang bị kiến thức sang phát triển phẩm chất và năng lực người học, biết vận dụng tri thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn, chuyển nền giáo dục nặng về chữ nghĩa, ứng thí sang một nền giáo dục thực học, thực nghiệp". Trong dự thảo chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo (tháng 11 năm 2015) đã xác định những NL chung cần phát triển cho HS, đó là: NL tự học, NL giải quyết vấn đề và sáng tạo, NL thẩm mỹ, NL thể chất, NL giao tiếp, NL hợp tác, NL tính toán, NL công nghệ thông tin và truyền thông (ICT). Như vậy, năng lực giải quyết vấn đề (NLGQVĐ) là một trong những NL chung quan trọng cần được chú trọng phát triển cho HS trong từng môn học và cấp học, NL này giúp HS chủ động tích cực trong hoạt động học tập cũng như trong giải 2 quyết các vấn đề của cuộc sống. Đối với HS các tỉnh miền núi NLGQVĐ được xác định là NL rất quan trọng trong quá trình dạy và học hoá học để nâng cao chất lượng dạy và học trong các trường trung học phổ thông (THPT) ở khu vực này. Phát triển các NL chung cho HS có thể thực hiện bằng nhiều biện pháp khác nhau, song việc sử dụng các phương pháp dạy học tích cực (PPDHTC) trong đó có PPDH dự án (DA) được xác định là một PPDH có hiệu quả. DHDA là một phương pháp (PP), một hình thức dạy học thực hiện các quan điểm DH hướng vào người học, định hướng hoạt động và dạy học tích hợp. DHDA giúp phát triển, mở rộng kiến thức, phát triển các kĩ năng thông qua các nhiệm vụ mang tính mở, khuyến khích người học tìm tòi, hiện thực hóa những kiến thức đã học trong quá trình thực hiện DA và tạo ra những sản phẩm học tập của chính mình. DHDA góp phần giúp HS gắn lí thuyết với thực hành, tư duy và hành động, nhà trường và xã hội, tham gia tích cực vào việc hình thành và phát triển NL, trong đó có NL GQVĐ, hình thành trách nhiệm và khả năng cộng tác làm việc. Môn Hóa học cung cấp cho HS những tri thức khoa học phổ thông cơ bản về các chất hóa học quan trọng, về những biến đổi của chúng trong tự nhiên và đời sống sản xuất. Nội dung phần hóa học hữu cơ (HHHC) trong môn học thường gắn với các chất có liên quan đến thực tiễn đời sống hàng ngày (thực phẩm, bông, vải, sợi, dược phẩm, mĩ phẩm, vật liệu,...) rất gần gũi với HS miền núi đặc biệt là các sản phẩm nông-lâm nghiệp. Những tri thức này rất quan trọng giúp HS có nhận thức về thế giới vật chất, góp phần tích cực trong việc phát triển NL nhận thức, NL hành động, hình thành nhân cách, phẩm chất của người lao động mới nhất là NLGQVĐ và NL sáng tạo. Qua khảo sát thực trạng dạy học hóa học (DHHH)