Luận văn Cải tiến kỹ thuật tiến hành và phương pháp sử dụng một số thí nghiệm để nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở trung học cơ sở

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Minh Nhân CẢI TIẾN KỸ THUẬT TIẾN HÀNH VÀ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC HÓA HỌC Ở TRUNG HỌC CƠ SỞ LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Minh Nhân CẢI TIẾN KĨ THUẬT TIẾN HÀNH VÀ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC HÓA HỌC Ở TRUNG HỌC CƠ SỞ Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học môn hóa học Mã số: 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHẠM THỊ NGỌC HOA Thành phố Hồ Chí Minh - 2011 LỜI CẢM ƠN Luận văn được hoàn thành bởi sự nỗ lực của bản thân, sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo, bạn bè, anh chị em đồng nghiệp, các em học sinh và những người thân trong gia đình. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Phạm Thị Ngọc Hoa, người đã tận tình chỉ dẫn tôi trong suốt quá trình xây dựng đề cương và hoàn thành luận văn. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo cùng các thầy cô giáo khoa Hóa trường Đại học sư phạm thành phồ Hồ Chí Minh đã tổ chức và thực hiện khoá đào tạo thạc sĩ chuyên ngành Lí luận và phương pháp giảng dạy môn Hóa học, tạo cơ hội cho tôi học tập và nâng cao trình độ. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Phòng Giáo dục – Đào tạo Gò Vấp, trường Bồi dưỡng giáo dục Gò Vấp, quý thầy, cô giáo, các em học sinh trường THCS Nguyễn Văn Nghi – Quận Gò Vấp, trường Lê Lợi – Quận Tân Phú, trường Lê Quý Đôn – Quận 11 và các anh chị em đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm. Xin gửi lời cảm ơn Phòng khoa học công nghệ - sau đại học, trường Đại học sư phạm thành phồ Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi để luận văn được hoàn thành. CÁC CHỮ VIẾT TẮT CĐSP : Cao đẳng sư phạm dd : dung dịch ĐC : đối chứng ĐHSP : đại học sư phạm GV : giáo viên HS : học sinh Nxb : nhà xuất bản PPDH : phương pháp dạy học PTHH : phương trình hóa học SGK (sgk) : sách giáo khoa SGK 8 : sách giáo khoa Hóa học 8 SGK 9 : sách giáo khoa Hóa học 9 THCS : trung học cơ sở TNHH : thí nghiệm hóa học TN : thực nghiệm MỤC LỤC 2TLỜI CẢM ƠN2T .................................................................................................. 1 2TCÁC CHỮ VIẾT TẮT2T .................................................................................... 2 2TMỤC LỤC2T ........................................................................................................ 3 2TMỞ ĐẦU2T .......................................................................................................... 6 2T1.LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI2T ................................................................................................... 6 2T .MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU2T .......................................................................................... 6 2T3.NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU2T .......................................................................................... 7 2T4.KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU2T ......................................................... 7 2T5.PHẠM VI NGHIÊN CỨU2T ............................................................................................. 7 2T6.ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI2T ............................................................................................. 8 2T7.GIẢ THUYẾT KHOA HỌC2T .......................................................................................... 8 2T8.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2T .................................................................................. 8 2TCHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI2T ............ 10 2T1.1.TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU2T ................................................................. 10 2T1.2.SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM LÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC HÓA HỌC QUAN TRỌNG Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG2T ............................................................................. 13 2T1.2.1.Hệ thống PPDH ở trường phổ thông[21]2T .......................................................... 13 2T1.2.1.1.Định nghĩa về phương pháp dạy học2T ......................................................... 13 2T1.2.1.2.Hệ thống các phương pháp dạy học ở trường phổ thông2T ........................... 13 2T1.2.2.Thí nghiệm hóa học ở trường phổ thông2T ........................................................... 14 2T1.2.2.1.Vai trò quan trọng của thí nghiệm trong dạy học hóa học2T ........................ 14 2T1.2.2.2.Sự phân loại các thí nghiệm hóa học [15]2T ................................................. 15 2T1.2.2.3. Yêu cầu của thí nghiệm trong dạy học hóa học2T ........................................ 16 2T1.2.2.4.Phối hợp lời giảng của giáo viên với thí nghiệm biểu diễn2T ....................... 17 2T1.2.3.Một số xu hướng sử dụng thí nghiệm hóa học trong sự hỗ trợ của phương tiện kỹ thuật hiện đại2T ......................................................................................................... 19 2T1.3.TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC Ở TRƯỜNG THCS2T............... 21 2T1.3.1. Vài nét về các trường THCS ở Quận Gò Vấp2T .................................................. 21 2T1.3.2. Thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở các trường THCS2T.... 21 2T1.3.2.1. Mục đích điều tra2T ...................................................................................... 21 2T1.3.2.2. Phương pháp điều tra2T ................................................................................ 22 2T1.3.2.3. Kết quả điều tra2T ......................................................................................... 22 2TKẾT LUẬN CHƯƠNG 12T .............................................................................. 26 2TCHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN KĨ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC2T ................................................................................................................ 28 2T .1.XÁC ĐỊNH DANH MỤC THÍ NGHIỆM HÓA HỌC CẦN THỰC HIỆN TRONG CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC THCS2T ............................................................................ 28 2T .2. Cải tiến kĩ thuật tiến hành thí nghiệm hóa học2T ........................................................ 33 2T .2.1. Hướng 1. Một số thí nghiệm thành công nhưng vẫn tiếp tục nghiên cứu để:2T .. 34 2T .2.2. Hướng 2. Một số thí nghiệm làm theo hướng dẫn SGK khó thành công2T ......... 45 2T .3. Cải tiến phương pháp sử dụng thí nghiệm hóa học2T .................................................. 50 2T .3.1. Cấu trúc chương trình Hóa học THCS [27]2T ..................................................... 50 2T .3.2. Sử dụng thí nghiệm hóa học tổ chức các hoạt động học tập tích cực cho học sinh theo phương pháp nghiên cứu2T ............................................................................. 51 2T .3.3. Sử dụng kết hợp các video thí nghiệm để tiết kiệm thời gian, tăng cường tính an toàn và trực quan2T ................................................................................................... 65 2TKẾT LUẬN CHƯƠNG 22T .............................................................................. 72 2TCHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM2T ............................................... 73 2T3.1. Mục đích thực nghiệm2T ............................................................................................. 73 2T3.2. Đối tượng thực nghiệm2T ............................................................................................ 73 2T3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm2T ............................................................................... 75 2T3.4. Tiến trình thực nghiệm2T ............................................................................................. 76 2T3.4.1. Chuẩn bị thực nghiệm2T ...................................................................................... 76 2T3.4.2. Tiến hành thực nghiện2T ...................................................................................... 76 2T3.4.3. Phương pháp xử lý kết quả thực nghiệm2T .......................................................... 77 2T3.4.3.1. Xử lý kết quả thực nghiệm bằng phương pháp định tính thông qua:2T77 2T3.4.3.2. Xử lí kết quả thực nghiệm theo phân tích định lượng [20]2T ................. 77 2T3.5. Kết quả thực nghiệm2T ................................................................................................ 78 2T3.5.1 Kết quả nhận xét của giáo viên về thí nghiệm cải tiến2T ...................................... 78 2T3.5.2. Xử lý kết quả thực nghiệm2T ............................................................................... 85 2TKẾT LUẬN CHƯƠNG 32T .............................................................................. 92 2TKẾT LUẬN2T .................................................................................................... 95 2T1. Những kết quả thu được từ đề tài nghiên cứu2T ........................................................ 95 2T1.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài nghiên cứu2T ........................ 95 2T1.2. Đề xuất các biện pháp cải tiến kỹ thuật và phương pháp sử dụng thí nghiệm hóa học để nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở THCS.2T .................................. 96 2T1.3. Tiến hành thực nghiệm sư phạm:2T .................................................................... 98 2T . Kiến nghị2T .................................................................................................................... 99 2T .1. Với các cấp quản lý giáo dục – đào tạo2T ............................................................ 99 2T .2. Với giáo viên bộ môn2T ....................................................................................... 100 2T ÀI LIỆU THAM KHẢO2T .......................................................................... 101 2TPHỤ LỤC2T ..................................................................................................... 105 MỞ ĐẦU 1.LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hóa học là môn khoa học thực nghiệm. Để giảng dạy hóa học đạt chất lượng cao, ta thường sử dụng thí nghiệm hóa học và các phương tiện trực quan khác như: mô hình, hình vẽ, bảng biểu, các phương tiện kỹ thuật. Trong đó thí nghiệm hóa học giữ vai trò đặc biệt quan trọng. Thí nghiệm là cầu nối giữa lí thuyết và thực tiễn, là tiêu chuẩn đánh giá tính chân thực của kiến thức. Thí nghiệm hỗ trợ đắc lực cho tư duy sáng tạo, giúp học sinh hình thành kỹ năng, kỹ xảo thực hành và tư duy kỹ thuật. Tuy nhiên, hiện nay việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở THCS chưa được thường xuyên. Có lẽ do các nguyên nhân sau: Nội dung sách giáo khoa tương đối dài so với thời lượng của tiết học Một số thí nghiệm khó thực hiện thành công. Một số thí nghiệm độc hại, gây nguy hiểm Các thí nghiệm còn rườm rà và đòi hỏi dụng cụ phức tạp, hóa chất nhiều Việc kiểm tra, đánh giá hiện nay chưa chú ý đến kỹ năng thí nghiệm và thực hành. Với mong muốn thí nghiệm hóa học được sử dụng thường xuyên hơn và hiệu quả hơn trong dạy học, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Cải tiến kỹ thuật và phương pháp sử dụng một số thí nghiệm để nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở THCS”. 2.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Tìm hiểu nguyên nhân một số thí nghiệm ít được sử dụng, cải tiến kỹ thuật tiến hành chúng. - Nghiên cứu cải tiến phương pháp sử dụng một số thí nghiệm nhằm nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở THCS. 3.NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu lí luận về tác dụng, ý nghĩa, phương pháp sử dụng thí nghiệm hóa học và những yêu cầu sư phạm đối với thí nghiệm hóa học. - Xác định hệ thống thí nghiệm hóa học ở THCS được quy định trong chương trình Hóa 8, 9 dùng khi nghiên cứu tài liệu mới. - Khảo sát tình hình sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở các trường THCS. - Đề xuất cải tiến kỹ thuật tiến hành một số thí nghiệm theo hướng an toàn, đơn giản và tiết kiệm hóa chất hơn. - Cải tiến phương pháp sử dụng thí nghiệm theo hướng tổ chức hoạt động học tập tích cực cho học sinh, sử dụng các đoạn phim quay thí nghiệm trong dạy học THCS. - Tiến hành quay phim, sưu tầm và xử lí các phim quay thí nghiệm xây dựng đĩa CD bao gồm các thí nghiệm hóa học trong chương trình Hóa học THCS phục vụ cho việc giảng dạy hóa học. 4.KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU - Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy học hóa học ở trường THCS. - Đối tượng nghiên cứu: kỹ thuật tiến hành thí nghiệm hóa học lớp 8,9 THCS; các tiết nghiên cứu tài liệu mới có sử dụng thí nghiệm hóa học. 5.PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Một số thí nghiệm hóa học cần được cải tiến về kỹ thuật và phương pháp sử dụng khi nghiên cứu tài liệu mới trong chương trình THCS (lớp 8 và 9). - Do điều kiện có hạn nên trong đề tài tập trung nghiên cứu các trường trong Quận Gò Vấp và có tham khảo ý kiến giáo viên ở Quận Tân Phú và Quận 11, Thành phố Hồ Chí Minh. 6.ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI - Các thí nghiệm hóa học ở THCS đã được cải tiến theo hướng an toàn, đơn giản, tiết kiệm hóa chất hơn. - Các tiết hóa học nghiên cứu tài liệu mới được thiết kế theo huớng tăng cường tính tích cực của học sinh có sử dụng thí nghiệm và các đoạn phim quay. - Sản phẩm của đề tài: báo cáo luận văn kèm theo các đoạn phim thí nghiệm trong chương trình hóa học THCS đã được cải tiến. 7.GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Việc cải tiến kỹ thuật tiến hành thí nghiệm và phương pháp sử dụng chúng trong dạy học hóa học sẽ giúp cho giáo viên sử dụng thí nghiệm thường xuyên hơn, lôi cuốn học sinh tham gia vào các bài học, kích thích hứng thú học tập của các em. 8.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu lí luận: các tài liệu trong lí luận dạy học hóa học có liên quan, chương trình hóa học THCS. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: điều tra và phỏng vấn giáo viên và học sinh nhằm xác định thực trạng việc sử dụng thí nghiệm hóa học trong dạy học (nghiên cứu tài liệu mới) để xác định được những nội dung cần cải tiến. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, tìm cách cải tiến kỹ thuật tiến hành một số thí nghiệm và quay phim các thí nghiệm được cải tiến. Thực nghiệm sư phạm: dạy và dự giờ một số tiết hóa học THCS có sử dụng thí nghiệm được thiết kế theo hướng tăng cường hoạt động tích cực của học sinh. Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí kết quả thực nghiệm. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1.TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Những năm gần đây có nhiều công trình nghiên cứu về thí nghiệm hoá học ở trường phổ thông Việt Nam: Luận án PTS Khoa học Sư phạm – Tâm lý “Hoàn thiện hệ thống thí nghiệm hóa học để nâng cao chất lượng dạy học ở trường PTCS Việt Nam” của tác giả Trần Quốc Đắc 1992. [22] Trong công trình nghiên cứu này tác giả đã: * Xác định hệ thống thí nghiệm hoá học ở trường THCS gồm 105 thí nghiệm biểu diễn và 27 thí nghiệm thực hành. * Đề xuất 13 dụng cụ thí nghiệm cải tiến và cách sử dụng chúng. * Đề xuất 13 thí nghiệm cải tiến và phương pháp tiến hành có kết quả các thí nghiệm đó. Luận án TS Khoa học giáo dục “Hoàn thiện kỹ thuật, phương pháp sử dụng thí nghiệm hóa học và thiết bị dạy học để nâng cao chất lượng dạy học bộ môn hóa học ở các trường phổ thông miền núi” của tác giả Nguyễn Phú Tuấn 2000. [39] Ở công trình nghiên cứu này có một số nội dung đáng chú ý: - Tác giả cho thấy tình trạng nghèo nàn, không đồng bộ của đồ dùng dạy học ở các trường phổ thông miền núi: - Cải tiến và đề xuất chế tạo một số dụng cụ thí nghiệm hóa học đảm bảo yêu cầu khoa học sư phạm, phù hợp thực tiễn. - Giới thiệu một số hóa chất gần gũi và sẵn có để thay thế cho những hóa chất không được trang bị. - Dùng những dụng cụ tự tạo để thực hiện 13 thí nghiệm. * Tác giả đưa ra các biện pháp giúp giáo viên sử dụng thí nghiệm vá các phương tiện kỹ thuật để chủ động điều khiển các hoạt động học tập của học sinh, giúp các em tích cực hoạt động góp phần thay đổi PPDH. Tác giả phác thảo quy trình thiết kế bài soạn, tóm tắt một số hoạt động chính của giáo viên và học sinh trong một tiết học. 3. Tài liệu “ Thí nghiệm hóa học lượng nhỏ ở trường THCS” của PGS.TS. Trần Quốc Đắc, Nxb giáo dục 2005 [23]. Tài liệu này gồm 3 chương: Chương 1: Thí nghiệm hóa học thực hành và thí nghiệm nghiên cứu của học sinh. Chương 2: Một số kỹ thuật cần lưu ý trong khi tiến hành thí nghiệm hóa học lượng nhỏ ở trường phổ thông. Chương 3: Phương pháp tiến hành thí nghiệm hóa học lượng nhỏ ở trường THCS. Đây là những cuốn sách tác giả biên soạn rất tỉ mỉ. Một số thí nghiệm còn được giới thiệu những phương án thực hiện khác nhau để giáo viên có thể tự chọn cách thực hiện thí nghiệm cho phù hợp với điều kiện thực tế và nhu cầu dạy học của từng trường. Bên cạnh đó tài liệu còn nêu các chú ý ứng với các phương án thực hiện nhằm giúp cho giáo viên thực hiện thí nghiệm được thành công nhất. 5. Tài liệu “Thí nghiệm hóa học ở trường phổ thông” của Nguyễn Thị Sửu, Hoàng Văn Côi, Nxb Khoa Học và Kỹ Thuật 2008 [32]. Tài liệu gồm 3 phần với 274 thí nghiệm: Phần I: Thí nghiệm về các nhóm nguyên tố - Hợp chất vô cơ và phân tích hóa học phổ thông có 202 thí nghiệm. Phần II: Các thí nghiệm về hợp chất hữu cơ có 59 thí nghiệm Phần III: Thí nghiệm hóa học vui có 13 thí nghiệm. Một số thí nghiệm, các tác giả giới thiệu nhiều phương án thực hiện khác nhau để giáo viên có thể lựa chọn. Cuối mỗi thí nghiệm đều có một số câu hỏi để củng cố kiến thức hóa học của thí nghiệm. Ngoài các tài liệu trên chúng tôi còn tham khảo một số luận văn sau: - Luận án thạc sĩ giáo dục “Sử dụng phần mềm thí nghiệm hóa học để dạy học phần kim loại và phi kim (THPT) nhằm phát huy tính tích cực của học viên ở các trung tâm giáo dục thường xuyên” của Nguyễn Thị Kim Thành, ĐHSP Hà Nội (2003) [34]. Tác giả đã thiết kế 6 giáo án và xây dựng 2 CD mẫu cho bài lên lớp có sử dụng phần mềm Multimedia Science School (MSS), phần mềm Powerpoint trong quá trình dạy học ở các trung tâm giáo dục thuờng xuyên. - Luận văn thạc sĩ giáo dục “Hoàn thiện kỹ thuật và phương pháp tiến hành thí nghiệm thực hành bộ môn Phương pháp giảng dạy trường Cao đẳng sư phạm” của Nguyễn Thị Kim Chi (2002) [19]. Tác giả đã nghiên cứu hoàn thiện kỹ thuật tiến hành thí nghiệm: cải tiến về hóa chất (tìm được 14 hóa chất dễ kiếm); cải tiến 11 dụng cụ thí nghiệm theo hướng tăng cường tính khoa học sư phạm, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, chế tạo các dụng cụ đa năng; cải tiến cách tiến hành của 21 thí nghiệm bằng cách sử dụng thí nghiệm lượng nhỏ trong các buổi thực hành Lí luận dạy học hóa học và thực hành Hóa vô cơ ở trường ĐHSP. - Khóa luận tốt nghiệp “Tìm hiểu và phân tích những thay đổi trong chương trình Hóa 9 SGK Thí điểm Phần Hữu Cơ”, của sinh viên Nguyễn Vinh Quang (2004), trường CĐSP TP. Hồ Chí Minh. [30] - Khóa luận tốt nghiệp “Tìm hiểu và phân tích những thay đổi trong chương trình Hóa 9 SGK Thí điểm Phần Vô Cơ” của sinh viên Nguyễn Thị Ngọc Linh (2004), trường CĐSP TP. Hồ Chí Minh. [25] Các tài liệu trên đã chỉ dẫn kỹ thuật tiến hành các thí nghiệm ở trường phổ thông cùng với các điều kiện dạy học khác nhau để nâng cao chất lượng dạy học môn Hóa học. Tuy nhiên, chưa có nhiều công trình nghiên cứu về ứng dụng công nghệ thông tin trong lĩnh vực thí nghiệm hóa học ở THCS, về phương pháp sử dụng thí nghiệm trong dạy học để tích cực hóa hoạt động của học sinh, về kỹ thuật tiến hành thí nghiệm ở THCS theo chương trình mới (năm 2005). Một số thí nghiệm thực hiện theo hướng dẫn kỹ thuật của các tài liệu trên vẫn khó thành công. 1.2.SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM LÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC HÓA HỌC QUAN TRỌNG Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.2.1.Hệ thống PPDH ở trường phổ thông[21] 1.2.1.1.Định nghĩa về phương pháp dạy học Dạy học là một hoạt động rất phức tạp, do đó PPDH cũng rất phức tạp và đa dạng. Về mặt triết học, phương pháp có hai định nghĩa thường đ