Luận văn Thiết kế các bài luyện tập thuộc chương trình hóa học lớp 11 THPT (nâng cao) theo hướng hoạt động hóa người học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Đỗ Thanh Mai Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học Hóa học Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ TRỌNG TÍN Thành phố Hồ Chí Minh - 2009 LỜI CÁM ƠN Luận văn thạc sỹ này là một công trình nghiên cứu khoa học rất quan trọng đối với bản thân tôi vì trong quá trình thực hiện luận văn này, tôi có điều kiện tổng hợp và củng cố lại những kiến thức đã được học cũng như đúc kết lại một số kinh nghiệm tôi đã có trong quá trình giảng dạy. Để hoàn thành luận văn này, em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình, sự động viên chân thành từ các thầy cô, từ gia đình và bạn bè, đồng nghiệp. Em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Lê Trọng Tín, người Thầy đã hết sức tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện luận văn này. Em cũng xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo khoa Hóa trường Đại học Sư phạm Tp. HCM, trường Đại học Sư phạm Hà Nội và toàn thể thầy cô phòng KHCN và Sau đại học đã giúp đỡ em trong quá trình học sau đại học và thực hiện luận văn. Đặc biệt là sự động viên và giúp đỡ của Tiến sĩ Trịnh Văn Biều – trưởng khoa Hóa trường Đại học Sư phạm Tp. HCM. Xin gửi lời cám ơn chân thành đến Ban Giám hiệu và tập thể giáo viên tổ Hóa trường THPT chuyên Trần Đại Nghĩa đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để em được tham gia học sau đại học và hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin cám ơn các đồng nghiệp xa gần và các bạn lớp ĐHSP Hóa học (niên khóa 1995 – 1999), các anh chị và các bạn lớp Cao học LLPPDH Hóa học K16 đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn. Cuối cùng con xin cám ơn gia đình đã động viên, khuyến khích và hỗ trợ con trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn. Một lần nữa, xin gửi đến tất cả mọi người lòng biết ơn chân thành và sâu sắc. Đỗ Thanh Mai DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTVN : bài tập về nhà CTPT : công thức phân tử CTCT : công thức cấu tạo ĐC : đối chứng GV : giáo viên HCHC : hợp chất hữu cơ HS : học sinh LLPPDH : lý luận phương pháp dạy học NT : Nguyễn Trãi Nxb : nhà xuất bản PHHS : phụ huynh học sinh SGK : sách giáo khoa TĐN : Trần Đại Nghĩa THCS : trung học cơ sở THPT : Trung học phổ thông TN : thực nghiệm Tp.HCM : Thành phố Hồ Chí Minh DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Danh sách các trường được điều tra về thực trạng sử dụng trắc nghiệm khách quan có nội dung liên quan đến thí nghiệm hóa học trong dạy học phần luyện tập ở lớp 11 (nâng cao) THPT ............. 17 Bảng 1.2. Kết quả điều tra thực trạng ................................................................. 19 Bảng 3.1. Danh sách các lớp tham gia thực nghiệm sư phạm .............................. 93 Bảng 3.2. Bảng phân phối kết quả kiểm tra và phân phối tần số lũy tích của bài 5 “Luyện tập – Axit, bazơ và muối”. ............................................. 99 Bảng 3.3. Bảng phân loại kết quả kiểm tra của bài 5 “Luyện tập – Axit, bazơ và muối”. ................................................................................... 99 Bảng 3.4. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của bài 5 “Luyện tập – Axit, bazơ và muối” ......................................................................... 100 Bảng 3.5. Bảng phân phối kết quả kiểm tra và phân phối tần số lũy tích của bài 7 “Luyện tập – Phản ứng trao đổi” .............................................. 101 Bảng 3.6. Bảng phân loại kết quả kiểm tra của bài 7 “Luyện tập – Phản ứng trao đổi” ........................................................................................... 101 Bảng 3.7. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của bài 7 “Luyện tập – Phản ứng trao đổi” ............................................................................ 102 Bảng 3.8. Bảng phân phối kết quả kiểm tra và phân phối tần số lũy tích của bài 13 “Luyện tập – Nitơ và hợp chất”. ............................................. 103 Bảng 3.9. Bảng phân loại kết quả kiểm tra của bài 13 “Luyện tập – Nitơ và hợp chất”. ......................................................................................... 103 Bảng 3.10. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của bài 13 “Luyện tập – Nitơ và hợp chất” ............................................................................. 104 Bảng 3.11. Bảng phân phối kết quả kiểm tra và phân phối tần số lũy tích của bài 24 “Luyện tập – Cacbon, silic và hợp chất”. ............................... 105 Bảng 3.12. Bảng phân loại kết quả kiểm tra của bài 24 “Luyện tập – Cacbon, silic và hợp chất”. ............................................................................. 105 Bảng 3.13. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của bài 24 “Luyện tập – Cacbon, silic và hợp chất” ................................................................ 106 Bảng 3.14. Bảng phân phối kết quả kiểm tra và phân phối tần số lũy tích của bài 29 “Luyện tập : Chất hữu cơ, công thức phân tử”. ........................ 107 Bảng 3.15. Bảng phân loại kết quả kiểm tra của bài 29 “Luyện tập : Chất hữu cơ, công thức phân tử”. ..................................................................... 107 Bảng 3.16. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của bài 29 “Luyện tập – Chất hữu cơ, công thức phân tử” ...................................................... 108 Bảng 3.17. Bảng phân phối kết quả kiểm tra và phân phối tần số lũy tích của bài 32 “Luyện tập – Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ”. ................... 109 Bảng 3.18. Bảng phân loại kết quả kiểm tra của bài 32 “Luyện tập – Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ”. .......................................................... 109 Bảng 3.19. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của bài 32 “Luyện tập – Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ” ................................................... 110 Bảng 3.20. Bảng phân phối kết quả kiểm tra và phân phối tần số lũy tích của bài 37 “Luyện tập –Ankan và Xicloankan”. ...................................... 111 Bảng 3.21. Bảng phân loại kết quả kiểm tra của bài 37 “Luyện tập –Ankan và Xicloankan”. ................................................................................ 111 Bảng 3.22. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của bài 37 “Luyện tập – Ankan và Xicloankan”...................................................................... 112 Bảng 3.23. Bảng phân phối kết quả kiểm tra và phân phối tần số lũy tích của bài 49 “Luyện tập – So sánh đặc điểm cấu trúc và tính chất của hiđrocacbon thơm với hiđrocacbon no và không no”. ....................... 113 Bảng 3.24. Bảng phân loại kết quả kiểm tra của bài 49 “Luyện tập – So sánh đặc điểm cấu trúc và tính chất của hiđrocacbon thơm với hiđrocacbon no và không no”. .......................................................... 113 Bảng 3.25. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của bài 49 “Luyện tập – So sánh đặc điểm cấu trúc và tính chất của hiđrocacbon thơm với hiđrocacbon no và không no” ........................................................... 114 Bảng 3.26. Bảng phân phối kết quả kiểm tra và phân phối tần số lũy tích của bài 56 “Luyện tập – Ancol, phenol”. ................................................. 115 Bảng 3.27. Bảng phân loại kết quả kiểm tra của bài 56 “Luyện tập – Ancol, phenol”. ............................................................................................ 115 Bảng 3.28. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của bài 56 “Luyện tập – Ancol, phenol” ................................................................................. 116 Bảng 3.29. Bảng phân phối kết quả kiểm tra và phân phối tần số lũy tích của bài 59 “Luyện tập – Anđehit và xeton”. ............................................ 117 Bảng 3.30. Bảng phân loại kết quả kiểm tra của bài 59 “Luyện tập – Anđehit và xeton”. ......................................................................................... 117 Bảng 3.31. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của bài 59 “Luyện tập – Anđehit và xeton” ............................................................................. 118 Bảng 3.32. Bảng phân phối kết quả kiểm tra và phân phối tần số lũy tích của bài 62 “Luyện tập – Axit cacboxylic”. .............................................. 119 Bảng 3.33. Bảng phân loại kết quả kiểm tra của bài 62 “Luyện tập – Axit cacboxylic”....................................................................................... 119 Bảng 3.34. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của bài 62 “Luyện tập – Axit cacboxylic” ............................................................................... 120 Bảng 3.35. Bảng thống kê kết quả trả lời đúng lớp TN và ĐC (Bài 13) .............. 122 Bảng 3.36. Bảng thống kê kết quả trả lời đúng lớp TN và ĐC (Bài 62) .............. 123 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1 (a,b) Các đồ thị đường lũy tích bài 5 “Luyện tập – Axit, bazơ và muối” ........................................................................................... 99 Hình 3.2 (a,b) Các đồ thị đường lũy tích bài 7 “Luyện tập – Phản ứng trao đổi” ............................................................................................ 101 Hình 3.3 (a,b) Các đồ thị đường lũy tích bài 13 “Luyện tập – Tính chất của nitơ và hợp chất của nitơ” .................................................... 103 Hình 3.4 (a,b) Các đồ thị đường lũy tích bài 24 “Luyện tập – Tính chất của cacbon, silic và hợp chất của chúng” .................................... 105 Hình 3.5 (a,b) Các đồ thị đường lũy tích bài 29 “Luyện tập – Chất hữu cơ, công thức phân tử” ..................................................................... 107 Hình 3.6 (a,b) Các đồ thị đường lũy tích bài 32 “Luyện tập – Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ” ........................................................... 109 Hình 3.7 (a,b) Các đồ thị đường lũy tích bài 37 “Luyện tập – Ankan và Xicloankan” ............................................................................... 111 Hình 3.8 (a,b) Các đồ thị đường lũy tích bài 49 “Luyện tập – So sánh đặc điểm cấu trúc và tính chất của hiđrocacbon thơm với hiđrocacbon no và không no” ..................................................... 113 Hình 3.9 (a,b) Các đồ thị đường lũy tích bài 56 “Luyện tập – Ancol, phenol” ...................................................................................... 115 Hình 3.10 (a,b) Các đồ thị đường lũy tích bài 59 “Luyện tập – Anđehit và xeton” . ...................................................................................... 117 Hình 3.11 (a,b) Các đồ thị đường lũy tích bài 62 “Luyện tập – Axit cacboxylic” . ............................................................................. 119 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Việc đổi mới phương pháp dạy học là một yêu cầu cấp thiết được đặt ra với nền giáo dục nước ta hiện nay. Một trong những hướng đổi mới phương pháp dạy học hóa học trong trường THPT là tăng cường sử dụng thí nghiệm hóa học và kết hợp các phương pháp dạy học cơ bản với các phương tiện kỹ thuật dạy học hiện đại (phương tiện nghe nhìn, máy vi tính) thành phương pháp dạy học phức hợp nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học. Riêng việc dạy và học các bài luyện tập thường được giáo viên dạy và học sinh học giống như các tiết sửa bài tập thông thường mà chưa phát huy được hết thế mạnh của kiểu bài này. Ngoài ra, yêu cầu mới trong việc dạy và học hóa học là đòi hỏi học sinh phải nắm vững được các kiến thức liên quan đến thực nghiệm và làm tốt các bài tập thực nghiệm. Do đó, nếu chỉ sử dụng các phương pháp thông thường như từ trước đến nay để luyện tập cho học sinh thì các em rất khó làm tốt được các bài tập thực nghiệm. Hơn nữa, sử dụng kết hợp các thí nghiệm hóa học trong luyện tập cũng sẽ làm cho các em học sinh có điều kiện tiếp xúc nhiều hơn nữa với các thí nghiệm hóa học, qua đó kỹ năng thí nghiệm thực hành của học sinh cũng được phát triển hơn. Một điểm mới trong việc tổ chức kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh, đó là sử dụng kết hợp cả hai hình thức kiểm tra trắc nghiệm tự luận và trắc nghiệm khách quan. Do đó tăng cường thêm yếu tố trắc nghiệm khách quan trong các tiết luyện tập để các em được rèn luyện nhiều hơn với hình thức kiểm tra trắc nghiệm này là điều cần thiết. Ngoài ra việc kết hợp sử dụng thí nghiệm hóa học và trắc nghiệm khách quan trong dạy học bài luyện tập là một việc còn ít gặp trong quá trình dạy học hóa học ở trường THPT. Các công trình nghiên cứu khoa học, các luận văn tốt nghiệp đại học của sinh viên hoặc các luận văn tốt nghiệp của các học viên cao học lý luận phương pháp dạy học hóa học từ trước đến nay rất ít công trình nào nghiên cứu về vấn đề này. Chính vì các lý do nêu trên và để góp phần nâng cao chất lượng việc dạy và học hóa học lớp 11 trường THPT tôi đã chọn nghiên cứu đề tài: “THIẾT KẾ CÁC BÀI LUYỆN TẬP THUỘC CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC LỚP 11 THPT (NÂNG CAO) THEO HƯỚNG HOẠT ĐỘNG HÓA NGƯỜI HỌC”. 2. Mục đích nghiên cứu Thiết kế các bài luyện tập thuộc chương trình Hóa học lớp 11 THPT (nâng cao) theo hướng hoạt động hóa người học. 3. Nhiệm vụ của đề tài  Nghiên cứu cơ sở lý thuyết phương pháp dạy học nói chung và cơ sở lý thuyết phương pháp dạy học các bài luyện tập.  Nghiên cứu cơ sở lý thuyết trắc nghiệm khách quan.  Nghiên cứu các yêu cầu về kiến thức và kỹ năng mà học sinh cần đạt của chương trình hóa học lớp 11 THPT (nâng cao).  Nghiên cứu các thí nghiệm hóa học của chương trình hóa học lớp 11 THPT (nâng cao).  Xây dựng các bài luyện tập có sử dụng trắc nghiệm khách quan trên nền các mô phỏng cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ, các đoạn phim thí nghiệm hoặc bài tập thực nghiệm.  Tự thiết kế thí nghiệm và tự quay các đoạn phim thí nghiệm để dùng vào tiết luyện tập.  Thực nghiệm xác định kết quả chất lượng các bài luyện tập chương trình hóa học lớp 11(nâng cao).  Xây dựng cơ sở lý thuyết và biện pháp thực hiện kiểu bài luyện tập này. 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 4.1. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học ở trường trung học phổ thông. 4.2. Đối tượng nghiên cứu Các bài luyện tập thuộc chương trình hóa học lớp 11 THPT (nâng cao). Đặc biệt lưu ý kiểu bài luyện tập có sử dụng trắc nghiệm khách quan với nội dung liên quan đến thí nghiệm hóa học, cấu trúc phân tử và danh pháp hợp chất hữu cơ. 5. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu 5.1. Phương pháp luận Dựa trên nền tảng quan điểm duy vật biện chứng về quá trình nhận thức của học sinh. 5.2. Phương pháp nghiên cứu  Phương pháp tổng kết cơ sở lý luận.  Phương pháp điều tra thực tiễn.  Phương pháp thực nghiệm sư phạm.  Tổng hợp và xử lý số kết quả kết quả thực nghiệm bằng thống kê toán học. 6. Giả thuyết khoa học Nếu những bài luyện tập được thiết kế và sử dụng tốt sẽ giúp học sinh tiếp thu tốt kiến thức, hiểu rõ và giải thích chính xác các hiện tượng xảy ra trong các thí nghiệm hóa học, làm tốt các câu hỏi trắc nghiệm khác quan có liên quan đến các yếu tố thực nghiệm, cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ, cách gọi tên các hợp chất hữu cơ, qua đó nâng cao được chất lượng dạy học môn hóa học lớp 11 (nâng cao). 7. Giới hạn của đề tài Thiết kế 14 bài luyện tập thuộc chương trình hóa học lớp 11 THPT (nâng cao), gồm: + Bài 5: Luyện tập Axit, bazơ và muối. + Bài 7: Luyện tập Phản ứng trao đổi trong dung dịch các chất điện li. + Bài 13: Luyện tập Tính chất của nitơ và các hợp chất của nitơ. + Bài 17: Luyện tập Tính chất của photpho và các hợp chất của photpho. + Bài 24: Luyện tập Tính chất của cacbon, silic và hợp chất của chúng. + Bài 29: Luyện tập Chất hữu cơ, công thức phân tử. + Bài 32: Luyện tập Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ. + Bài 37: Luyện tập Ankan và xicloankan. + Bài 44: Luyện tập Tính chất của hidrocacbon không no. + Bài 49: Luyện tập So sánh đặc điểm cấu trúc và tính chất của hidrocacbon thơm với hidrocacbon no và không no. + Bài 52: Luyện tập Dẫn xuất halogen. + Bài 56: Luyện tập Ancol và phenol. + Bài 59: Luyện tập Andehit và xeton. + Bài 62: Luyện tập Axit cacboxylic. Trong đó, do có một số bài có sử dụng các phương pháp dạy học giống nhau nên chỉ thực nghiệm sư phạm 11/14 bài (các bài không tiến hành thực nghiệm sư phạm là bài 17, 44 và 52). Do độ dài của luận văn có giới hạn nên trong chương 2, tác giả chỉ trình bày 8/11 bài đã thực nghiệm sư phạm, 3 bài còn lại đã sử dụng các phương pháp dạy học tương tự sẽ trình bày trong đĩa DVD kèm theo và 3 bài không thực nghiệm sư phạm sẽ trình bày ở phần phụ lục. 8. Đóng góp mới của luận văn - Về lý luận: đóng góp được nguyên tắc chung và cách vận dụng để xây dựng các bài luyện tập. + 4 nguyên tắc thiết kế bài luyện tập. + 4 phương pháp dạy học sử dụng để dạy học bài luyện tập. + Hệ thống 6 thao tác thực hiện khi xây dựng một giáo án điện tử của bài luyện tập. - Về thực tiễn: đóng góp một hệ thống bài luyện tập trong chương trình hóa học lớp 11 (nâng cao), phục vụ đắc lực cho các giáo viên trong việc dạy học. Trong mỗi bài luyện tập đã: + Áp dụng các phương pháp dạy học theo hướng hoạt động hóa người học, phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của người học, nâng cao hiệu quá dạy học. + Sử dụng những đoạn phim thí nghiệm ngắn làm cho bài học thêm sinh động, hấp dẫn, tạo hứng thú cho học sinh; ngoài ra còn có tác dụng rèn luyện kỹ năng quan sát và giải thích các hiện tượng thí nghiệm của học sinh (trong đó có 70 đoạn phim thí nghiệm tự thiết kế, tự quay). + Sử dụng những mô hình phân tử hợp chất hữu cơ được thiết kế tĩnh hoặc động (xoay 3 chiều trong không gian) giúp học sinh dễ dàng hơn trong việc hình dung ra cấu trúc các phân tử hợp chất hữu cơ. Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1. Những nhiệm vụ trí – đức dục của môn hóa học trong dạy học ở trường THPT [22] 1.1.1. Cung cấp cho học sinh những cơ sở của học thuyết về các nguyên tố hóa học, về các chất vô cơ và hữu cơ quan trọng nhất, về ứng dụng của hóa học trong sản xuất và đời sống. Về mặt này, việc giảng dạy hóa học phải đảm bảo cho học sinh: - Lĩnh hội một cách vững chắc, tự giác và có hệ thống những sự kiện, khái niệm cơ bản, định luật và học thuyết hóa học (định luật tuần hoàn các nguyên tố hóa học, những kiến thức mở đầu về lý thuyết cấu tạo nguyên tử, thuyết ion, thuyết cấu tạo hóa học) và ứng dụng có hệ thống những hiểu biết đó vào trong học tập, lao động và trong việc giải quyết những vần đề thực tiễn của cuộc sống. - Tiếp tục nghiên cứu ngôn ngữ hóa học và có kỹ năng, kỹ xảo tự giác áp dụng ngôn ngữ hóa học vào việc lập công thức và phương trình hóa học; nắm vững kỹ năng và kỹ xảo tính toán theo công thức và phương trình. - Lĩnh hội được những kiến thức về các nguyên tắc khoa học của nền sản xuất hóa học, về ứng dụng của hóa học trong các ngành sản xuất và quốc phòng; rèn luyện những kỹ xảo đo lường, tính toán, thực nghiệm, pha chế, ghi chép, mô tả tra cứu v.v tức là có những kiến thức, kỹ năng và kỹ xảo có tính chất kỹ thuật tổng hợp về hóa học. - Có ý thức về vai trò của hóa học trong sự phát triển kinh tế xã hội nhằm đưa nền sản xuất nhỏ lạc hậu tiến lên nền sản xuất lớn hiện đại; hiểu rõ đường lối phát trển kinh tế của Đảng và Chính phủ ta trong việc hóa học hóa đất nước, theo dõi sát những thành tựu trong lĩnh vực này. Như vậy là cung cấp cho học sinh một nền học vấn hóa học trung học hoàn chỉnh có tính chất kỹ thuật tổng hợp, để trên cơ sở đó sau khi tốt nghiệp trường phổ thông có thể tham gia hiệu quả vào công cuộc lao động sản xuất và bảo vệ Tổ quốc, hoặc tiếp tục học lên các bậc trên. 1.1.2. Hình thành ở học sinh thế giới quan duy vật biện chứng, thông qua việc tìm hiểu: - Tính chất đa dạng của các hình thức tồn tại của vật chất, tính chất mâu thuẫn của các hình thức đó và sự chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác. - Tính chất nhảy vọt (bộc phát) của các biến đổi hóa học của các chất do kết quả của những biến đổi đ