Luận văn Phát triển năng lực tư duy cho học sinh trong dạy học hóa học lớp 10 trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM Trần Thị Thu Yên PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM Trần Thị Thu Yên PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Hóa học Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN THỊ KIM THÀNH Thành phố Hồ Chí Minh – 2014 3 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được rất nhiều sự động viên, khích lệ từ những người thầy, người cô đáng kính, đồng nghiệp, từ bạn bè, từ gia đình. Và luận văn này chính là những thành quả tôi đã đạt được trong suốt thời gian cố gắng vừa qua. Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, các thầy cô khoa Hóa trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, cảm ơn các thầy cô đã tận tình giúp đỡ, chỉ dạy và hướng dẫn để tôi có đủ khả năng thực hiện luận văn này. Với tất cả lòng kính trọng và biết ơn, tôi xin gửi lời cảm ơn đến PGS. TS Trịnh Văn Biều. Cảm ơn thầy vì luôn quan tâm và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Đặc biệt xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Thị Kim Thành, người hướng dẫn khoa học của tôi, cô đã tận tình chỉnh sửa luận văn giúp tôi và cho tôi nhiều lời khuyên bổ ích trong suốt thời gian làm luận văn. Xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo tổ Hóa học và các em học sinh trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm – Đồng Nai, trường THPT Phan Bội Châu – Khánh Hòa, trường THPT Tân Túc và trường THPT Phạm Văn Sáng – TP Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành tốt thực nghiệm sư phạm. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến tất cả những người thân trong gia đình cùng bạn bè đồng nghiệp gần xa đã giúp tôi vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. TP. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 9 năm 2014 Trần Thị Thu Yên 4 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các từ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................. 8 DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................... 9 MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ........................... 13 1.1. LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................................................... 13 1.1.1. Các nghiên cứu về phát triển năng lực ................................................... 13 1.1.2. Các nghiên cứu về phát triển tư duy, năng lực tư duy, năng lực sáng tạo ................................................................................................................ 13 1.1.3. Các nghiên cứu về phát triển tư duy, năng lực tư duy, năng lực sáng tạo thông qua hệ thống bài tập ................................................................. 13 1.2. HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC VÀ TƯ DUY CỦA HỌC SINH .......................... 15 1.2.1. Nhận thức cảm tính (cảm giác và tri giác) ............................................. 15 1.2.2. Nhận thức lí tính (tưởng tượng và tư duy) ............................................. 16 1.2.3. Tư duy, tư duy hóa học ............................................................................... 16 1.3. NĂNG LỰC, NĂNG LỰC TƯ DUY .................................................................. 20 1.3.1. Khái niệm năng lực ................................................................................... 20 1.3.2. Năng lực tư duy ......................................................................................... 23 1.3.3. Các cấp độ của tư duy .............................................................................. 26 1.3.4. Phát triển năng lực tư duy ....................................................................... 28 1.3.5. Đánh giá trình độ phát triển năng lực tư duy của HS ........................... 30 1.4. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY ................. 31 1.4.1. Các điều kiện cần cho dạy học phát triển tư duy ........................................ 32 5 1.4.2. Kết hợp chặt chẽ giữa hoạt động củng cố kiến thức và phát triển tư duy .. 33 1.4.3. Tổ chức quá trình học tập phát triển tư duy cho học sinh .......................... 33 1.4.4. Hình thành phương pháp tự học hiệu quả cho học sinh ............................. 33 1.4.5. Tăng cường dạy học phát triển năng lực tư duy tích cực ........................... 34 1.5. THỰC TRẠNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC Ở MỘT SỐ TRƯỜNG THPT ......................... 35 1.5.1. Mục đích điều tra ...................................................................................... 35 1.5.2. Nội dung và phương pháp điều tra ......................................................... 35 1.5.3. Kết quả điều tra ........................................................................................ 36 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 .............................................................................................. 41 CHƯƠNG 2. PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC LỚP 10 THPT ................................................ 42 2.1. CẤU TRÚC, KẾ HOẠCH DẠY HỌC PHẦN HÓA PHI KIM LỚP 10 ............. 42 2.2. PHÁT TRIỂN MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TƯ DUY CHO HS TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC ................................................................................................. 43 2.2.1. Phương pháp phân tích và tổng hợp ....................................................... 43 2.2.2. Phương pháp phán đoán .......................................................................... 43 2.2.3. Phương pháp tư duy sáng tạo .................................................................. 45 2.2.4. Phương pháp tư duy trừu tượng ............................................................. 47 2.2.5. Phương pháp so sánh ................................................................................ 48 2.2.6. Phương pháp khái quát hóa và cụ thể hóa ............................................. 49 2.2.7. Phương pháp loại suy ............................................................................... 49 2.3. MỘT SỐ BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH50 2.3.1. Gây hứng thú – kích thích trí tò mò bằng các câu chuyện và thí nghiệm vui hóa học .................................................................................... 51 2.3.2. Hình thành cho học sinh các phương pháp học tập hiệu quả............... 55 2.3.3. Lựa chọn và xây dựng tình huống có vấn đề để HS tư duy tích cực.... 56 2.3.4. Sử dụng bài tập hóa học để phát triển năng lực tư duy cho HS .......... 62 2.3.5. Phát triển năng lực tư duy cho HS bằng hình ảnh, mô hình thí nghiệm70 2.3.6. Sử dụng phương pháp thảo luận nhóm .................................................. 75 6 2.3.7. Thường xuyên củng cố kiến thức giúp HS nắm vững bài học .............. 79 2.3.8. Xây dựng và sử dụng hệ thống câu hỏi theo thang Bloom ................... 82 2.3.9. Thiết kế bài học linh hoạt ......................................................................... 88 2.4. MỘT SỐ GIÁO ÁN THỰC NGHIỆM HÓA HỌC LỚP 10 ................................ 91 2.4.1. Giáo án bài Clo .......................................................................................... 91 2.4.2. Giáo án bài Luyện tập nhóm Halogen .................................................... 96 2.4.3. Giáo án bài Oxi – ozon ........................................................................... 104 2.4.4. Giáo án bài Lưu huỳnh .......................................................................... 113 TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 ............................................................................................ 122 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................... 124 3.1. MỤC ĐÍCH THỰC NGHIỆM .......................................................................... 124 3.2. ĐỐI TƯỢNG THỰC NGHIỆM ........................................................................ 124 3.3. NỘI DUNG THỰC NGHIỆM .......................................................................... 124 3.4. TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM ........................................................................ 124 3.4.1. Chuẩn bị .................................................................................................... 125 3.4.2. Tiến hành hoạt động dạy học trên lớp ...................................................... 125 3.4.3. Tổ chức kiểm tra ....................................................................................... 125 3.4.4. Phân tích chất lượng học tập của HS ........................................................ 125 3.5. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ............................................................................. 127 3.5.1. Kết quả về mặt định lượng........................................................................ 127 3.5.2. Kết quả về mặt định tính ........................................................................... 134 TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 .............................................................................................. 137 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 141 7 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1. TN : Thực nghiệm 2. ĐC : Đối chứng 3. Dd : Dung dịch 4. ĐHSP : Đại học Sư phạm 5. GV : Giáo viên 6. HS : Học sinh 7. PP : Phương pháp 8. DH : Dạy học 9. PTHH : Phương trình hóa học 10. PTPỨ : Phương trình phản ứng 11. PỨ : Phản ứng 12. SGK : Sách giáo khoa 13. TCHH : Tính chất hóa học 14. TCVL : Tính chất vật lí 15. THPT : Trung học phổ thông 16. SĐTD : Sơ đồ tư duy 17. TB : Trung bình 8 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Thang tư duy Bloom ................................................................................ 19 Bảng 1.2. Bảng số liệu thực trạng điều tra ở các trường THPT ............................... 27 Bảng 1.3. Mức độ quan tâm đến việc phát triển năng lực tư duy của HS trong dạy học hóa học ......................................................................................... 28 Bảng 1.4. Loại bài được chọn để phát triển năng lực tư duy cho HS ...................... 28 Bảng 1.5. Khó khăn trong việc phát triển năng lực tư duy cho HS ......................... 28 Bảng 1.6. Các biện pháp GV đã sử dụng để rèn năng lực tư duy cho HS ............... 30 Bảng 2.1. Cấu trúc và kế hoạch dạy học phần hóa phi kim 10 ban cơ bản .............. 33 Bảng 2.2. Thuốc thử, phản ứng và hiện tượng một số gốc axit thường gặp ............ 34 Bảng 2.3. Quá trình biến đổi trạng thái vật lý và CTPT của lưu huỳnh dưới tác dụng của nhiệt độ ................................................................................. 36 Bảng 2.4. Hai dạng thù hình của lưu huỳnh ............................................................. 51 Bảng 2.5. Nhận biết một số chất bằng phương pháp hóa học .................................. 56 Bảng 3.1. Danh sách các trường, lớp và giáo viên dạy thực nghiệm ..................... 115 Bảng 3.2. Bảng điểm bài kiểm tra lần 1 ................................................................. 118 Bảng 3.3. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra lần 1 .......... 119 Bảng 3.4. Tổng hợp kết quả học tập bài kiểm tra lần 1 .......................................... 119 Bảng 3.5. Tổng hợp các tham số đặc trưng của bài kiểm tra lần 1 ........................ 120 Bảng 3.6. Bảng điểm bài kiểm tra lần 2 ................................................................. 120 Bảng 3.7. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra lần 2 .......... 121 Bảng 3.8. Tổng hợp kết quả học tập bài kiểm tra lần 2 .......................................... 121 Bảng 3.9. Tổng hợp các tham số đặc trưng của bài kiểm tra lần 2 ....................... 122 Bảng 3.10. Bảng điểm tổng hợp 2 bài kiểm tra ..................................................... 122 Bảng 3.11. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích 2 bài kiểm tra .............. 123 Bảng 3.12. Tổng hợp kết quả của 2 bài kiểm tra .................................................... 124 Bảng 3.13. Tổng hợp các tham số đặc trưng của 2 bài kiểm tra ........................... 124 Bảng 3.14. Tỷ lệ các lớp HS tham gia thực nghiệm ............................................... 125 Bảng 3.15. Tác dụng của các biện pháp phát triển năng lực tư duy ....................... 125 9 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Cấu trúc của năng lực hành động ............................................................. 14 Hình 1.2. Thang tư duy Bloom ................................................................................. 19 Hình 2.1. Cách pha loãng axit sunfuric .................................................................... 37 Hình 2.2. Đồng tác dụng với H2SO4 loãng và đặc ................................................... 39 Hình 2.3. PP bảo toàn khối lượng ............................................................................ 58 Hình 2.4. PP bảo toàn điện tích ................................................................................ 58 Hình 2.5. PP trung bình ............................................................................................ 59 Hình 2.6. PP tăng giảm khối lượng .......................................................................... 59 Hình 2.7. PP đường chéo .......................................................................................... 60 Hình 2.8. PP đồ thị ................................................................................................... 61 Hình 2.9. Đồ thị biểu diễn lượng kết tủa khi cho XO2 vào dung dịch M(OH)2 ....... 61 Hình 2.10. Mô hình thí nghiệm 1 ............................................................................. 62 Hình 2.11. Mô hình thí nghiệm 2 ............................................................................. 62 Hình 2.12. Mô hình thí nghiệm 3 ............................................................................. 63 Hình 2.13. Mô hình thí nghiệm 4 ............................................................................. 64 Hình 2.14. Mô hình thí nghiệm 5 ............................................................................. 64 Hình 2.15. Mô hình thí nghiệm 6 ............................................................................. 65 Hình 2.16. Mô hình thí nghiệm 7 ............................................................................. 66 Hình 2.17. Mô hình thí nghiệm 8 ............................................................................. 66 Hình 2.18. Mô hình thí nghiệm bài luyện tập halogen ............................................ 82 Hình 3.1. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra lần 1................................................. 119 Hình 3.2. Biểu đồ kết quả học tập bài kiểm tra lần 1 ............................................ 120 Hình 3.3. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra lần 2................................................. 121 Hình 3.4. Biểu đồ kết quả học tập bài kiểm tra lần 2 ............................................. 122 Hình 3.5. Đồ thị đường lũy tích 2 bài kiểm tra ..................................................... 123 Hình 3.6. Biểu đồ tổng hợp kết quả học tập 2 bài kiểm tra ..................................... 12 10 MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Thời đại công nghệ thông tin bùng nổ, khoa học không ngừng chạy đua như vũ bão, giáo dục cũng như mọi môn khoa học khác không thể nằm ngoài quy luật đó. Giáo dục cũng phải theo đà chung không ngừng tiến lên sao cho bắt nhịp được với sự tiến bộ chung của toàn của nhân loại. Giáo dục cũng phát triển lên tầm cao mới, dạy học không chỉ đơn thuần là dạy kiến thức mà là dạy cách học, làm cho con người phát triển toàn diện về mọi mặt. Phát triển giáo dục và đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển năng lực và phẩm chất cho người học, học đi đôi với hành, lý luận gắn với thực tiễn, giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội. Với mục đích tích cực hội nhập quốc tế để phát triển giáo dục và đào tạo, giáo dục Việt Nam ưu tiên đáp ứng càng cao yêu cầu đặt ra của thời đại là đào tạo ra những người lao động tự chủ, năng động, sáng tạo, có năng lực giải quyết các vấn đề, có đạo đức, có nhân cách, biết giữ gìn bản sắc truyền thống dân tộc qua đó góp phần xây dựng đất nước giàu mạnh, xã hội công bằng văn minh. Theo định hướng đổi mới, Nghị quyết số 29 Ban chấp hành Trung ương khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, ban hành nhằm đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường, định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế, hoàn thành việc xây dựng chương trình giáo dục phổ thông mới giai đoạn sau năm 2015. Đồng thời Nghị quyết cũng đưa ra định hướng đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, hướng đến mục tiêu cụ thể nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, phát triển năng lực và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời. Thông qua việc học tập bộ môn Hóa học nói riêng, học sinh cũng có thể phát triển và hình thành một số năng lực như: Năng lực sáng tạo, năng lực tính toán, năng lực hợp tác, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực xử lý các vấn đề hàng ngày liên quan đến Hóa học. 11 Trước tình hình đó, với suy nghĩ và mong muốn được đóng góp và làm tốt hơn nữa nhiệm vụ của mình trong giai đoạn hiện nay của đất nước, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC LỚP 10 THPT”. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu và đề xuất một số hình thức và biện pháp nhằm phát triển năng lực tư duy cho học sinh thông qua việc dạy học hoá học lớp 10 THPT. 3. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu lí luận về đổi mới phương pháp dạy học hoá học, về những biểu hiện của năng lực tư duy, những hình thức phát triển năng lực tư duy cho học sinh. - Điều tra thực tiễn dạy và học môn hoá học 10 THPT, việc phát triển năng lực tư duy cho học sinh. - Đề xuất một số hình thức và biện pháp nhằm tăng cường năng lực tư duy cho học sinh. - Kiểm tra tính giá trị và tính khả thi của các biện pháp đã đề xuất. 4. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hoá học ở trường THPT. - Đối tượng nghiên cứu: Quá trình phát triển năng lực tư duy cho học sinh trong dạy học hoá học lớp 10 THPT. 5. PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Giới hạn nội dung: kiến thức của chương Halogen và chương Oxi – Lưu huỳnh lớp 10 THPT . - Giới hạn về địa bàn nghiên cứu: một số trường THPT thuộc địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh, Khánh Hòa và Đồng Nai. - Giới hạn về thời gian: năm học 2013 – 2014. 6. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu có những hình thức và biện pháp phù hợp với điều kiện thực tế, giáo viên thì có thể phát triển năng lực tư duy cho học sinh thông qua việc dạy và học hoá học. 7. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận 12 - Đọc và nghiên cứu các tài liệu liên quan đến đề tài. - Phương pháp phân tích, tổng hợp. - Phương pháp phân loại, hệ thống hoá. 7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Sử dụng phương pháp điều tra để điều tra thực tiễn dạy và học hoá học 10 ở trường trung học phổ thông. - Phương pháp chuyên gia. - Sử dụng phương pháp thực nghiệm s