Luận văn Xây dựng học liệu điện tử hỗ trợ dạy và học phần cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học – Chương trình trung học phổ thông chuyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH __________ Trịnh Lê Hồng Phương XAÂY DÖÏNG HOÏC LIEÄU ÑIEÄN TÖÛ HOÃ TRÔÏ DAÏY VAØ HOÏC PHAÀN CAÁU TAÏO NGUYEÂN TÖÛ VAØ HEÄ THOÁNG TUAÀN HOAØN CAÙC NGUYEÂN TOÁ HOÙA HOÏC – CHÖÔNG TRÌNH TRUNG HOÏC PHOÅ THOÂNG CHUYEÂN 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.HCM __________ Trịnh Lê Hồng Phương XAÂY DÖÏNG HOÏC LIEÄU ÑIEÄN TÖÛ HOÃ TRÔÏ DAÏY VAØ HOÏC PHAÀN CAÁU TAÏO NGUYEÂN TÖÛ VAØ HEÄ THOÁNG TUAÀN HOAØN CAÙC NGUYEÂN TOÁ HOÙA HOÏC – CHÖÔNG TRÌNH TRUNG HOÏC PHOÅ THOÂNG CHUYEÂN Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Hóa học Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. ĐẶNG THỊ OANH Thành phố Hồ Chí Minh - 2011 LỜI CẢM ƠN Tôi xin gởi lời cảm ơn trân trọng nhất đến Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm TPHCM, Phòng Sau đại học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để khóa học được hoàn thành tốt đẹp. Cùng với các học viên lớp Cao học Lý luận và phương pháp dạy học Hóa học, chân thành cảm ơn quý thầy cô giảng viên đã tận tình giảng dạy, mở rộng và làm sâu sắc kiến thức chuyên môn, đã chuyển những hiểu biết hiện đại của nhân loại về Giáo dục học Hóa học đến cho chúng tôi. Đặc biệt, xin gởi lời tri ân đến PGS.TS. Đặng Thị Oanh. Cảm ơn cô đã quan tâm động viên, khuyến khích giúp tôi vượt qua những khó khăn trong quá trình học tập. Cảm ơn cô đã không quản ngại thời gian và công sức, đã hướng dẫn tận tình và vạch ra những định hướng sáng suốt giúp tôi hoàn thành tốt luận văn. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Trịnh Văn Biều, người đã giúp đỡ tôi rất nhiều, cho tôi những lời khuyên bổ ích trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin gởi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu và các thầy cô trường các THPT chuyên Lê Hồng Phong-TPHCM, chuyên Lương Thế Vinh-Đồng Nai, Chuyên Long An-Long An, Chuyên Lê Quý Đôn-Ninh Thuận, Nguyễn Thị Minh Khai-TPHCM, và Nguyễn Hữu Cầu-TPHCM đã có nhiều giúp đỡ trong quá trình thực nghiệm sư phạm đề tài. Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè thân thuộc đã luôn là chỗ dựa tinh thần vững chắc, giúp tác giả thực hiện tốt luận văn này. Thành phố Hồ Chí Minh - 2011 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CNTT : công nghệ thông tin CD : compact disc đĩa quang được sử dụng để lưu trữ dữ liệu số ĐC : đối chứng ĐHSP : Đại học sư phạm GV : giáo viên HĐ : hoạt động HLĐT : học liệu điện tử HS : học sinh HTTH : hệ thống tuần hoàn ICT : information and communication Technology – Công nghệ thông tin và truyền thông IChO : International Chemistry Olympic- Olympic Hóa học quốc tế NXB : nhà xuất bản PP : phương pháp SGK : sách giáo khoa SBT : sách bài tập TB : trung bình THPT : trung học phổ thông TRkđ : Rđại lượng kiểm định Student TN : thực nghiệm TT : thông tin MỤC LỤC 2TLỜI CẢM ƠN2T ................................................................................................................................. 3 2TDANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT2T ............................................................................................. 4 2TMỤC LỤC2T ...................................................................................................................................... 5 2TMỞ ĐẦU2T ....................................................................................................................................... 10 2TCHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI2T .............................................. 13 2T1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu2T .......................................................................................... 13 2T1.2. Một số vấn đề về dạy và học2T .................................................................................................. 15 2T1.2.1. Quá trình dạy học [47]2T ...................................................................................................... 15 2T1.2.1.1. Định nghĩa2T................................................................................................................. 15 2T1.2.1.2. Cấu trúc của quá trình dạy học2T .................................................................................. 15 2T1.2.2. Cơ sở lí luận về tự học [73]2T .............................................................................................. 16 2T1.2.2.1. Khái niệm2T .................................................................................................................. 16 2T1.2.2.2. Các hình thức tự học2T ................................................................................................. 17 2T1.2.2.3. Chu trình tự học của học sinh2T .................................................................................... 17 2T1.2.2.4. Vai trò tự học2T ............................................................................................................ 17 2T1.2.2.5. Tự học qua mạng và lợi ích của nó2T ............................................................................ 18 2T1.2.2.6. Những khó khăn khi tiến hành tự học2T ........................................................................ 19 2T1.2.2.7. Một số biện pháp hướng dẫn và quản lí việc tự học của học sinh2T ............................... 20 2T1.2.3. Mục tiêu đào tạo học sinh giỏi [67]2T .................................................................................. 22 2T1.3. Cơ sở lí luận về học liệu điện tử [48]2T ..................................................................................... 22 2T1.3.1. Khái niệm2T ......................................................................................................................... 22 2T1.3.2. Đặc điểm của HLĐT2T ........................................................................................................ 23 2T1.3.3. Những ưu điểm và hạn chế của HLĐT2T ............................................................................. 24 2T1.3.3.1. Ưu điểm2T .................................................................................................................... 24 2T1.3.3.2. Hạn chế2T ..................................................................................................................... 24 2T1.3.4. Sử dụng một số phần mềm để thiết kế HLĐT2T .................................................................. 24 2T1.4. Thực trạng việc dạy và học môn Hóa học ở các trường THPT chuyên [45]2T ....................... 25 2T1.4.1. Những khó khăn của GV khi bồi dưỡng HSG hoá học2T...................................................... 25 2T1.4.2. Những yêu cầu của GV khi bồi dưỡng HSG hoá học2T ........................................................ 25 2TCũng theo tác giả Nguyễn Thị Ngà [45], GV khi bồi dưỡng HSG hoá học có những yêu cầu sau:2T ........................................................................................................................................ 25 2T1.4.3. Thực trạng tình hình tự học của HSG, học sinh chuyên Hoá2T ............................................. 25 2T1.4.3.1. Tình hình học tập của HS ở các trường THPT chuyên 2T .............................................. 25 2T1.4.3.2. Thời gian và hình thức tự học 2T .................................................................................... 26 2T ÓM TẮT CHƯƠNG 12T ............................................................................................................... 28 2TCHƯƠNG 2. XÂY DỰNG HỌC LIỆU ĐIỆN TỬ PHẦN2T .......................................................... 30 2TCẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC - CHƯƠNG TRÌNH THPT CHUYÊN2T .......................................................................................... 30 2T .1. Tổng quan phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học”2T ........................... 30 2T .1.1. Vị trí, mục tiêu, cấu trúc chương “Cấu tạo nguyên tử”2T...................................................... 30 2T .1.1.1. Vị trí2T ......................................................................................................................... 30 2T .1.1.2. Mục tiêu2T ................................................................................................................... 30 2T .1.1.3. Cấu trúc2T ..................................................................................................................... 31 2T .1.2. Vị trí, mục tiêu, cấu trúc chương “HTTH các nguyên tố hoá học”2T .................................... 31 2T .1.2.1. Vị trí2T ......................................................................................................................... 31 2T .1.2.2. Mục tiêu2T ................................................................................................................... 32 2T .1.2.3. Cấu trúc2T ..................................................................................................................... 32 2T .2. Nguyên tắc xây dựng HLĐT2T ................................................................................................. 33 2T .2.1. Đảm bảo tính định hướng vào việc thực hiện mục tiêu bài giảng2T ...................................... 33 2T .2.2. Nội dung phải đảm bảo tính chính xác, khoa học, đầy đủ và súc tích2T ................................ 33 2T .2.3. Đảm bảo tính sư phạm2T ...................................................................................................... 33 2T .2.4. Đảm bảo tính thẩm mỹ, khoa học về hình thức trình bày2T ................................................. 33 2T .2.4.1. Màu sắc của hình nền2T ................................................................................................ 33 2T .2.4.2. Font chữ2T .................................................................................................................... 33 2T .2.4.3. Cỡ chữ2T ...................................................................................................................... 33 2T .2.4.4. Nội dung trên trang web2T ............................................................................................ 33 2T .2.5. Phần hướng dẫn sử dụng HLĐT phải dễ hiểu và rõ ràng2T .................................................. 34 2T .2.6. Dễ dàng sử dụng ở các máy tính thông thường2T ................................................................. 34 2T .2.7. Đảm bảo tính tương tác cao khi sử dụng HLĐT2T ................................................................ 34 2T .2.8. Đảm bảo tính hiệu quả2T ...................................................................................................... 34 2T .3. Quy trình xây dựng HLĐT2T ................................................................................................... 35 2T .4. Thiết kế học liệu điện tử phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học” 2T ..... 36 2T .4.1 Thiết kế nội dung HLĐT2T ................................................................................................... 36 2T .4.1.1. Hệ thống hóa lí thuyết phần “Cấu tạo nguyên tử”2T ...................................................... 36 2T(Nội dung này lưu trong đĩa CD kèm theo luận văn). 2T ............................................................. 36 2T .4.1.2. Hệ thống hóa lí thuyết phần “HTTH các nguyên tố hóa học”2T .................................... 36 2T(Nội dung này lưu trong đĩa CD kèm theo luận văn). 2T ............................................................. 36 2T .4.1.3. Phương pháp giải bài tập phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học” 2T .............................................................................................................................................. 36 2T .4.2. Cấu trúc HLĐT2T ................................................................................................................ 61 2T .4.3. Nội dung HLĐT2T ............................................................................................................... 61 2T .4.3.1. Trang chủ2T................................................................................................................. 62 2T .4.3.2. Trang “Bài giảng”2T ................................................................................................... 63 2T .4.3.3. Trang “Phương pháp giải”2T ..................................................................................... 64 2T .4.3.4. Trang “Bài tập”2T ....................................................................................................... 65 2T .4.3.5. Trang “Thư viện”2T .................................................................................................... 66 2T .4.3.6. Trang “Từ điển”2T ...................................................................................................... 67 2T .5. Sử dụng HLĐT trong dạy và học phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học” ở trường THPT chuyên2T .............................................................................................................. 67 2T .5.1. Đối với học sinh2T ........................................................................................................... 67 2T .5.2. Đối với giáo viên2T .......................................................................................................... 68 2T ÓM TẮT CHƯƠNG 22T ............................................................................................................... 69 2TCHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM2T ................................................................................ 71 2T3.1. Mục đích thực nghiệm2T ........................................................................................................... 71 2T3.2. Đối tượng thực nghiệm2T .......................................................................................................... 71 2T3.3. Nội dung thực nghiệm2T ........................................................................................................... 72 2T3.4. Tiến hành thực nghiệm2T.......................................................................................................... 72 2T3.5. Kết quả thực nghiệm2T ............................................................................................................. 74 2T3.5.1. Kết quả về mặt định lượng2T................................................................................................ 74 2T3.5.2. Kết quả về mặt định tính2T ................................................................................................... 81 2T3.5.2.1. Kết quả nhận xét của GV về HLĐT2T ........................................................................... 81 2T3.5.1.2. Kết quả nhận xét của HS về HLĐT2T ........................................................................... 85 2T ÓM TẮT CHƯƠNG 32T ............................................................................................................... 88 2TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ2T ...................................................................................................... 89 2T ÀI LIỆU THAM KHẢO2T ............................................................................................................ 94 2TPHỤ LỤC2T.................................................................................................................................... 100 2TBÀI 1. THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ2T ....................................................................................... 104 2TBÀI 2. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ. SỰ PHÓNG XẠ2T ............................................................... 108 2TBÀI 3. CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ2T ........................................................................................ 113 2TNa (Z=11): 1sP2P2sP2P2pP6P3sP1P .2T ............................................................................................................ 123 2TNatri là nguyên tố s vì e có mức năng lượng cao nhất ở phân lớp s. 2T ........................................ 123 2TAl (Z=13): 1sP2P2sP2P2pP6P3sP2P3pP3P2T .......................................................................................................... 123 2TNhôm là nguyên tố p vì e có mức năng lượng cao nhất ở phân lớp p. 2T ..................................... 123 2TFe (Z=26) : 1sP2P2sP2P2pP6P3sP2P3pP6P3dP6P4sP2P2T .............................................................................................. 123 2TSắt là nguyên tố d vì e có mức năng lượng cao nhất ở phân lớp d. 2T .......................................... 124 2TMg (Z=12): 1sP2P2sP2P2pP6P3sP2P. Magie là kim loại vì có 2 e ở lớp ngoài cùng. 2T .................................. 124 2TCl (Z=17): 1sP2P2sP2P2pP6P3sP2P3pP5P. Clo là phi kim vì có 7 e ở lớp ngoài cùng. 2T ..................................... 124 2TCu (Z=29): 1sP2P2sP2P2pP6P3sP2P3pP6P3dP10P4sP1P. Đồng là kim loại vì có 1 e ở lớp ngoài cùng.2T ..................... 124 2TVí dụ:2T .......................................................................................................................................... 124 2TCu (Z=29): 1sP2P2sP2P2pP6P3sP2P3pP6P3dP10P4sP1P. Electron hóa trị =12T ............................................................ 124 2TFe (Z=26) : 1sP2P2sP2P2pP6P3sP2P3pP6P3dP6P4sP2P . Electron hóa trị =6+2=82T .................................................... 124 2TBÀI 1. ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC2T ............................................................................................................................ 125 2TBÀI 2. QUY LUẬT BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN TỐ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN2T ......................................................................................................................................... 128 PHỤ LỤC MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Hiện nay nhu cầu phát triển nguồn nhân lực có trình độ phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước ngày càng cao. Do vậy, yêu cầu đào tạo thế hệ học sinh THPT đang tăng lên rất nhanh cả về số lượng và chất lượng. Đất nước ta đang trong thời kì phát triển, ngành Hóa học đóng một vai trò rất quan trọng trong xây dựng và bảo vệ Tổ Quốc. Trong tương lai không xa, nền công nghiệp hóa chất của đất nước phát triển, cần phải có một lực lượng, đội ngũ cán bộ giỏi trong các lĩnh vực công nghệ hóa học. Việc bồi dưỡng HSG về Hóa học ở trường phổ thông chuyên nằm trong nhiệm vụ phát hiện, đào tạo nhân tài mà trong công cuộc đổi mới đất nước hiện nay nó có một vị trí không thể thiếu được. Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và truyền thông trong những năm gần đây đã tác động vào hầu hết các lĩnh vực, làm thay đổi đến đời sống kinh tế xã hội, đặc biệt là giáo dục. Nhằm đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và năng lực tự học của học sinh, một hình thức đào tạo mới đã du nhập vào nước ta: E-learning. Mô hình đào tạo trực tuyến này đã nhanh chóng phát triển với những ưu thế nhất định trong việc hỗ trợ dạy và tự học. Để nâng cao hiệu quả trong việc bồi dưỡng HSG về Hóa học tại sao chúng ta không xây dựng một hệ thống bài giảng trên Internet giúp cho học sinh có thể tự học, tự đánh giá khả năng bản thân qua đó sẽ góp phần nâng cao chất lượng trong các kì thi HSG Hóa học. Trong các kì thi HSG quốc gia, quốc tế nội dung cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học luôn chiếm một phần không nhỏ trong các đề thi. Bên cạnh đó, lí thuyết phần này mang tính trừu tượng, khó hiểu vì vậy học sinh cảm thấy khó khăn khi giải các bài tập về nó. Từ những lí do đó đã thôi thúc chúng tôi chọn đề tài “XÂY DỰNG HỌC LIỆU ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ DẠY VÀ HỌC PHẦN CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC – CHƯƠNG TRÌNH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN”. 2. Mục đích nghiên cứu T