Luận văn Thiết kế hệ thống bài tập hóa hữu cơ cho học sinh chuyên hóa lớp 11 - THPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH -------------------------- Nguyễn Thị Hương THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỮU CƠ CHO HỌC SINH CHUYÊN HÓA LỚP 11 - THPT 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 Hương THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỮU CƠ CHO HỌC SINH CHUYÊN HÓA LỚP 11 - THPT 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 PGS.TS. TRẦN THỊ TỬU Thành phố Hồ chí Minh - 2011 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình học, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi còn được sự giúp đỡ tận tình của thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS. TS Trần Thị Tửu, PGS. TS Trịnh Văn Biều đã nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn phòng Sau Đại học trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh; quý thầy, cô giáo bằng kiến thức sâu rộng và lòng nhiệt tình đã giảng dạy, tư vấn cho tôi trong suốt thời gian tôi học tại trường. Với kiến thức học được từ tư duy hệ thống của quý thầy, cô; tôi đã có một tầm nhìn tổng quát hơn trong chuyên ngành Lí luận và phương pháp dạy học môn hóa học để có các giải pháp hữu ích cho việc giảng dạy thực tế. Xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Sở GD & ĐT tỉnh Long An, Ban Giám hiệu trường THPT Lê Quý Đôn và trường THPT chuyên Long An đã tạo điều kiện cho tôi tham dự chương trình học này. Xin cảm ơn bạn bè lớp Cao học Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn hóa học khóa 19, quý thầy cô và các em học sinh các trường chuyên Long An – tỉnh Long An, chuyên Bạc Liêu – tỉnh Bạc Liêu và chuyên Lê Quý Đôn – tỉnh Ninh Thuận đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi thực hiện phần thực nghiệm sư phạm của luận văn. Xin cảm ơn gia đình đã luôn động viên và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành tốt luận văn đúng thời gian quy định. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................. 3 MỤC LỤC ................................................................................................... 4 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................... 7 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .............................................................. 8 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ................................................... 8 MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 9 1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................................... 9 2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 10 3. Khách thể nghiên cứu – Đối tượng nghiên cứu ...................................................... 10 4. Nhiệm vụ nghiên cứu .............................................................................................. 10 5. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 10 6. Giả thuyết khoa học ................................................................................................. 10 7. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 10 8. Cái mới của đề tài .................................................................................................... 11 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ....... 12 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu.................................................................................... 12 1.2. Bài tập hóa học [37], [40] ..................................................................................... 13 1.2.1. Khái niệm ............................................................................................................................ 13 1.2.2. Ý nghĩa tác dụng của BTHH ............................................................................................... 13 1.2.3. Phân loại .............................................................................................................................. 14 1.2.4. Những định hướng thiết kế BTHH cho học sinh giỏi [1], [36] ........................................... 15 1.2.5. Phương pháp thiết kế [2], [5], [33], [34] ............................................................................ 16 1.3. Một số nét về trường THPT chuyên ..................................................................... 17 1.3.1. HS chuyên [36] .................................................................................................................... 17 1.3.2. Những phẩm chất và năng lực của HS chuyên hóa ............................................................. 19 1.3.3. Những phẩm chất và kỹ năng cần có của GV dạy lớp chuyên [36] .................................... 20 1.3.4. Trường chuyên .................................................................................................................... 21 1.4. Một số biện pháp nâng cao chất lượng dạy và học ở trường THPT chuyên [5], [28], [36] ...................................................................................................................... 24 1.4.1. Phương pháp dạy học .......................................................................................................... 24 1.4.2. Kiểm tra - đánh giá .............................................................................................................. 25 1.5. Thực trạng của việc dạy môn hóa học ở các trường THPT chuyên của Việt Nam [39] ............................................................................................................................... 27 1.5.1. Khó khăn ............................................................................................................................. 27 1.5.2. Thuận lợi ............................................................................................................................. 28 CHƯƠNG 2 : HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN HÓA HỮU CƠ CHO HỌC SINH CHUYÊN HÓA LỚP 11 – THPT ..................................... 31 2.1. Nguyên tắc xây dựng BTHH dùng cho học sinh chuyên hóa học ....................... 31 2.2. Hệ thống bài tập hóa hữu cơ cho HS chuyên hóa lớp 11 ..................................... 32 2.2.1. Bài tập chuyên đề dồng phân .............................................................................................. 33 2.2.2. Bài tập chuyên đề hiệu ứng electron ................................................................................... 49 2.2.3. Bài tập chuyên đề cơ chế phản ứng ..................................................................................... 49 2.2.4. Bài tập chuyên đề hidrocacbon no ...................................................................................... 49 2.2.5. Bài tập chuyên đề hidrocacbon không no ........................................................................... 49 2.2.6. Bài tập chuyên đề hidrocacbon thơm .................................................................................. 80 2.2.7. Bài tập chuyên đề dẫn xuất halogen và hợp chất cơ magie ................................................. 80 2.2.8. Bài tập chuyên đề ancol, phenol và ete .............................................................................. 80 2.2.9. Bài tập chuyên đề andehit và xeton ..................................................................................... 80 2.2.10. Bài tập chuyên đề axit và este ........................................................................................... 80 2.3. Sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học hóa học cho học sinh chuyên hóa học lớp 11 THPT ...................................................................................................................... 80 2.3.1. Biên soạn tài liệu giúp HS tự học ở nhà .............................................................................. 80 2.3.2. Tổ chức dạy học trên lớp ..................................................................................................... 81 2.3.3. Kiểm tra – đánh giá ............................................................................................................. 82 2.4. Thiết kết một số giáo án phần lý thuyết đại cương hóa hữu cơ ........................... 82 2.4.1. Giáo án chuyên đề đồng phân cấu trạng ............................................................................. 82 2.4.2. Giáo án điện tử chuyên đề đồng phân cấu trạng ................................................................. 93 2.4.3. Giáo án chuyên đề đồng phân cấu hình ............................................................................... 93 2.4.4. Giáo án điện tử chuyên đề đồng phân cấu hình .................................................................. 93 2.4.5. Giáo án chuyên đề hiệu ứng electron .................................................................................. 93 2.4.6. Giáo án điện tử chuyên đề hiệu ứng electron ...................................................................... 93 CHƯƠNG 3 : THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ......................................... 95 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ........................................................................... 95 3.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm ........................................................................... 95 3.3. Đối tượng thực nghiệm và địa bàn thực nghiệm .................................................. 95 3.4. Tiến hành thực nghiệm ......................................................................................... 96 3.5. Kết quả thực nghiệm ........................................................................................... 96 3.5.1. Tính các tham số đặc trưng ................................................................................................. 96 3.5.2. Lập bảng phân phối tần số, tần suất kết quả thực nghiệm................................................... 98 3.5.3. Biểu diễn kết quả bằng đồ thị ............................................................................................ 101 3.5.4. Biểu đồ phân loại kết quả bài KT ...................................................................................... 103 3.5.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm ........................................................................................... 104 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 107 1. Kết luận ................................................................................................................. 107 2. Kiến nghị ............................................................................................................... 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................... 110 PHỤ LỤC ................................................................................................ 114 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTHH : bài tập hóa học DHHH : dạy học hóa học ĐC : đối chứng ĐHSPHN : Đại học Sư phạm Hà Nội HS : học sinh HSG : học sinh giỏi HSGQG : học sinh giỏi quốc gia HSGQT : học sinh giỏi quốc tế HTBT : hệ thống bài tập GV : giáo viên KT : kiểm tra KHHH : khoa học hóa học NXB : nhà xuất bản PPDH : phương pháp dạy học SGK : sách giáo khoa TS : tiến sĩ THPT : trung học phổ thông TN : thực nghiệm TNSP : thực nghiệm sư phạm VD : ví dụ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1. Các lớp thực nghiệm và đối chứng Bảng 3.2. Bảng điểm các bài kiểm tra Bảng 3.3. Bảng tổng hợp điểm các bài kiểm tra Bảng 3.4. Phần trăm HS đạt điểm Xi trở xuống Bảng 3.5. Bảng phân loại kết quả học tập của học sinh Bảng 3.6. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 3.1. Đồ thị đường lũy tích bài KT 1 Hình 3.2. Đồ thị đường lũy tích bài KT 2 Hình 3.3. Đồ thị đường lũy tích bài KT 3 Hình 3.4. Đồ thị đường lũy tích bài KT 4 Hình 3.5. Đồ thị đường lũy tích tổng hợp Hình 3.6. Biểu đồ phân loại kết quả bài KT 1 Hình 3.7. Biểu đồ phân loại kết quả bài KT 2 Hình 3.8. Biểu đồ phân loại kết quả bài KT 3 Hình 3.9. Biểu đồ phân loại kết quả bài KT 4 Hình 3.10. Biểu đồ phân loại kết quả tổng hợp MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Quyết định số 959/CQ-TTg ngày 24/6/2010 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt đề án phát triển hệ thống trường trung học phổ thông chuyên giai đoạn 2010-2020 đã xác định mục tiêu chung là xây dựng và phát triển các trường trung học phổ thông chuyên thành một hệ thống cơ sở giáo dục trung học có chất lượng giáo dục cao, đạt chuẩn quốc gia, có trang thiết bị dạy học đồng bộ, hiện đại đảm bảo thực hiện nhiệm vụ phát triển những học sinh có tư chất thông minh, đạt kết quả xuất sắc trong học tập để bồi dưỡng thành những người có lòng yêu đất nước, tinh thần tự hào, tự tôn dân tộc; có ý thức tự lực; có nền tảng kiến thức vững vàng; có phương pháp tự học, tự nghiên cứu và sáng tạo; có sức khỏe tốt để tạo nguồn tiếp tục đào tạo thành nhân tài, đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa, hội nhập quốc tế. Thực tế hiện nay, một số em học sinh không còn nhiệt tình dự thi các kì thi học sinh giỏi do học sinh đạt giải trong các kỳ thi quốc gia không còn được ưu tiên tuyển thẳng vào các trường đại học như những năm trước mà chỉ được cộng điểm khuyến khích, chương trình học quá nặng và thời lượng dành cho những chuyên đề chuyên sâu để học sinh có đủ sức thi lại quá ít. Về phía nhà trường và GV, nhiệm vụ đào tạo đội tuyển học sinh giỏi cho các kỳ thi học sinh giỏi cấp tỉnh, cấp quốc gia và đào tạo toàn diện nguồn nhân lực trẻ cho xã hội là nhiệm vụ trọng tâm. Do đó, trách nhiệm đặt lên vai của các thầy cô giáo rất lớn. Với đặc thù của trường THPT chuyên, HS phải học thêm chương trình chuyên sâu dành riêng cho HS chuyên. Đây là chương trình học rất “nặng”, chương trình này là chương trình hóa học ở đại học-dành cho sinh viên chuyên ngành hóa- không phải học sinh chuyên nào cũng theo kịp nếu không có một phương pháp dạy học kết hợp với hệ thống bài tập phù hợp hỗ trợ. Vì vậy, thiết kế bài tập đa dạng, theo từng chủ đề bám sát chương trình học của học sinh hệ chuyên từ cơ bản đến chuyên sâu để học sinh có thể tự học là điều cần thiết. Ngoài ra, bồi dưỡng phương pháp tự học thông qua hệ thống bài tập là phương pháp hữu hiệu nhất trong việc nâng cao năng lực nhận thức, phát triển tư duy logic từ đó gây hứng thú học tập cho các em và đào tạo đội ngũ học sinh giỏi. Điều này rất phù hợp với phương ngôn Trung Hoa: “Tôi nghe, tôi quên. Tôi nhìn, tôi nhớ. Tôi làm, tôi hiểu”. Với những lí do trên và cũng để hoàn thành nhiệm vụ được giao tại nhiệm sở của mình, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Thiết kế hệ thống bài tập hóa hữu cơ cho học sinh chuyên hóa lớp 11 – THPT”. 2. Mục đích nghiên cứu Thiết kế hệ thống bài tập hóa hữu cơ cho học sinh chuyên hóa lớp 11 – THPT. 3. Khách thể nghiên cứu – Đối tượng nghiên cứu 3.1. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học hóa học ở trường THPT chuyên. 3.2. Đối tượng nghiên cứu Thiết kế HTBT hóa học hữu cơ lớp 11 cho HS chuyên hóa THPT. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận liên quan đến đề tài. - Thiết kế HTBT hóa học hữu cơ dành riêng cho học sinh chuyên hóa lớp 11 theo từng chủ đề. - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính phù hợp của HTBT và hiệu quả của các phương pháp đề xuất. 5. Phạm vi nghiên cứu - Giới hạn nội dung: chương trình hóa học hữu cơ lớp 11 chuyên hóa. - Địa bàn nghiên cứu: các trường THPT chuyên Long An – tỉnh Long An, Lê Quý Đôn – tỉnh Ninh Thuận, Bạc Liêu – tỉnh Bạc Liêu. - Thời gian thực nghiệm: năm học 2010 – 2011. 6. Giả thuyết khoa học Nếu GV thiết kế được HTBT có chất lượng, đa dạng, phong phú và có phương pháp sử dụng chúng một cách hợp lý trong dạy học thì sẽ phát huy năng lực nhận thức và phát triển tư duy logic cho HS và tiết kiệm thời gian trên lớp. 7. Phương pháp nghiên cứu • Các phương pháp nghiên cứu lí luận : - Phương pháp phân tích, tổng hợp lý thuyết - Phương pháp phân loại, hệ thống hóa lý thuyết. - Phương pháp đọc và nghiên cứu tài liệu. • Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn: - Phương pháp tham khảo tài liệu - Phương pháp quan sát. - Phương pháp trò chuyện, phỏng vấn với học sinh khá giỏi, các GV. - Phương pháp chuyên gia. - Phương pháp nghiên cứu các sản phẩm hoạt động. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm. • Phương pháp toán học thống kê: - Lập bảng số liệu, xây dựng đồ thị và tính các tham số đặc trưng. - Xử lí số liệu thực nghiệm sư phạm thu được. 8. Cái mới của đề tài - Thiết kế HTBT hóa hữu cơ (tự luận và trắc nghiệm) dành cho HS chuyên hóa lớp 11 theo từng chủ đề. - Phương pháp sử dụng HTBT hợp lý và hiệu quả. Từ đó nâng cao chất lượng của quá trình dạy và học. - Nâng cao được tính tự giác, tích cực học tập cho HS và rèn luyện tác phong học tập với phương châm “học suốt đời”. - HTBT này là tài liệu tham khảo tốt cho GV và HS các trường THPT chuyên trong việc đảm bảo nội dung chương trình và đào tạo HSG các cấp. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu Theo thống kê của Bộ Giáo dục & Đào tạo, tính đến tháng 12 – 2009, cả nước có 68 trường THPT chuyên và 7 khối THPT chuyên. Tổng số HS THPT chuyên là 49,904 HS chiếm khoảng 1,74% số HS THPT trong cả nước. Do đó, việc biên soạn một chương trình và tài liệu phục vụ cho HS trường THPT chuyên là điều cần thiết cho GV và HS trường THPT chuyên. Riêng bộ môn Hóa học, đã có nhiều luận văn, luận án nghiên cứu về HTBT dành cho HSG như: - “Xây dựng hệ thống BTHH nhằm rèn luyện tư duy trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học ở trường trung học phổ thông”, Luận án tiến sĩ giáo dục học – Vũ Anh Tuấn (2004). - “Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập phần cơ sở lý thuyết các phản ứng oxi Hóa học dùng cho HS lớp chuyên Hóa học ở bậc THPT” - Luận văn thạc sĩ – Lại Thị Thu Thủy (2004) – ĐHSP Hà Nội. - “Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập phần dung dịch, sự điện li và phản ứng oxi hóa khử dùng cho HS khá, giỏi, lớp chọn, lớp chuyên hóa học ở bậc THPT” - Luận văn thạc sĩ – Hoàng Công Chứ (2006) – ĐHSP Hà Nội. - “Phân loại, xây dựng tiêu chí cấu trúc các bài tập về hợp chất ít tan phục vụ cho việc bồi dưỡng HSG Quốc Gia” - Luận văn thạc sĩ – Vương Bá Huy (2006) – ĐHSP Hà Nội. - Hệ thống lý thuyết – xây dựng hệ thống bài tập phần kim loại dùng cho bồi dưỡng HSG và chuyên hóa học THPT” - Luận văn thạc sĩ – Nguyễn Thị Lan Phương (2007) – ĐHSP Hà Nội. - “Xây dựng hệ thống BTHH vô cơ nhằm rèn luyện tư duy trong bồi dưỡng HSG ở trường THPT” - Luận văn thạc sĩ – Đỗ Văn Minh (2007) – ĐHSP Hà Nội. - “Bồi dưỡng HSGQG môn hóa học” – Khóa luận tốt nghiệp của Trần Thị Đào (2006) – ĐHSP TP. Hồ Chí Minh. - “Xây dựng hệ thống lý thuyết, bài tập phần hóa lý dùng trong bồi dưỡng học sinh, chuyên hóa trường THPT” - Luận văn thạc sĩ – Lê Thị Mỹ Trang (2009) – ĐHSP TP. Hồ Chí Minh. - “Nội dung và biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học hữu cơ THPT” - Luận văn thạc sĩ – Lê Tấn Diện (2009) – ĐHSP TP. Hồ Chí Minh. . Tuy nhiên, các đề tài này chủ yếu viết dành riêng cho bồi dưỡng HSGQG mà chưa có đề tài viết về một HTBT cơ bản dành riêng cho tất cả HS các lớp chuyên Hóa, đặc biệt là phần hóa hữu cơ. Thực tế, HTBT cơ bản cung cấp cho HS các lớp chuyên một nền tảng kiến thức cơ bản phù hợp với HS không thuộc đội tuyển HSG và cũng là cơ sở vững chắc cho HSG bồi dưỡng thi quốc gia. 1.2. Bài tập hóa học [37], [40] 1.2.1. Khái niệm Theo từ điển Tiếng Việt “ Bài tập là bài giao c