BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM
-------------------------
Phan Thị Mộng Tuyền
SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
PHỨC HỢP HƯỚNG DẪN HỌC SINH
GIẢI BÀI TẬP PHẦN HOÁ HỮU CƠ
LỚP 11 – CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. TRẦN THỊ TỬU
Thành phố Hồ Chí Minh – 2009
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong những năm gần đây, cùng với việc thực hiện đổi mới giáo dục, phương
pháp dạy học cũng đã được đổi mới: từ lối dạy học truyền thụ một chiều sang dạy
học theo “phương pháp dạy học tích cực” nhằm phát huy tính tích cực, tự giác, chủ
động, sáng tạo, phát triển tư duy học sinh, từ đó nâng cao chất lượng dạy học.
Trong dạy học ho
á học có thể nâng cao chất lượng dạy học và phát triển năng
lực cho học sinh bằng nhiều phương pháp dạy học khác nhau, thông qua bài truyền
thụ kiến thức mới, bài tập hoá học, thực hành thí nghiệm…Trong đó, bài tập hoá
học có tác dụng rất tích cực đến việc giáo dục, rèn luyện và phát triển tư duy học
sinh. Bài tập hoá học vừa là mục đích, vừa là nội dung lại vừa là phương pháp dạy
học hiệu nghiệm; là t
Sử dụng PPDH phức hợp hướng dẫn học sinh giải bài tập phần hoá hữu cơ lớp
11 – chương trình cơ bản nhằm g
iúp học sinh giải bài tập tốt hơn, nhanh hơn, góp
phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn hóa học.
3. Ðối tượng và khách thể nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Việc sử dụng PPDH phức hợp hướng dẫn học sinh giải
bài tập phần hoá hữu cơ lớp 11 – chương trình cơ bản.
Khác
h thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hoá học ở trường trung học phổ thông.
4. Nhiệm vụ của đề tài
- Nghiên cứu cơ sở lý luận của đề tài:
+ Bài tập hoá học và vai trò của nó trong dạy học hoá học.
+ PPDH, PPDH phức hợp, xu thế đổi mới và phát triển PPDH hiện nay.
- Tìm hiểu thực trạng việc dạy và học bài tập hoá học ở trường THPT.
- Nghiên cứu nội dung kiến t
hức, bài tập phần hoá hữu cơ lớp 11, phân loại bài
tập.
- Sử dụng PPDH phức hợp vào hướng dẫn học sinh giải các dạng bài tập phần
này.
- Thực nghiệm sư phạm xác định hiệu quả của đề tài.
5. Phạm vi nghiên cứu
Sử dụng PPDH phức hợp hướng dẫn HS giải bài tập giới hạn trong phần hóa
hữu cơ của lớp 11 – chương trình cơ bản.
6. Giả thuyết khoa học
Nếu sử dụng PPDH phức hợp một cách linh hoạt, hợp lý để hướng dẫn học sinh
giải bài tập phần hoá hữu cơ lớp 11 – c
hương trình cơ bản thì sẽ giúp HS giải bài
3
khía cạnh và vận dụng nhiều vào quá trình dạy học. Tuy nhiên, việc nghiên cứu sử
dụng PPDH phức hợp vào hướng dẫn học sinh giải BTHH không nhiều. Chúng tôi
xin giới thiệu những công trình có liên quan và gần với đề tài mà chúng tôi nghiên
cứu.
1.1.1. Giáo trình “Lý luận dạy học hóa học tập 1” của tác giả Nguyễn Ngọc
Quang, 1994 [35]
Giáo trình chứa đựng nhiều vấn đề: Quá trình dạy học, p
hương pháp dạy
học, bài toán hóa học, thí nghiệm…Trong đó các phương pháp dạy học nêu vấn đề,
grap dạy học, algorit dạy học được trình bày kỹ ở chương VII.
- Về PPDH nêu vấn đề: khái niệm, tình huống có vấn đề và cách thức xây
dựng tình huống có vấn đề trong dạy học hóa học, ba mức độ của dạy học nêu vấn
đề
- Phương pháp Grap dạy học: tác giả đề cập đến các vấn đề
+ Sơ lược về khái niệm grap toán học, phương pháp luận, m
ô hình hóa
cấu trúc hoạt động bằng phương pháp grap, hệ thống pert, phương pháp các tiềm
năng, so sánh hai phương pháp pert và các tiềm năng, phương pháp đường găng,
những ưu thế của phương pháp grap, phương pháp grap dạy học: tiếp cận mới, cách
xây dựng grap nội dung dạy học.
+ Vận dụng phương pháp grap vào bài toán hóa học: lập grap đầu bài,
grap giải, biến hóa nội dung bài toán hóa học theo tiếp cận môdun, qui luật chung
và năm cách biến hóa nội dung bài toán hóa học.
+ Triển khai bài học hóa học bằng phương pháp grap.
- Phương pháp algorit: khái niệm, hai kiểu algorit dạy học, ba khái niệm cơ
bản tiếp cận algorit (có ví dụ về bản ghi algorit giải một bài toán), những nét đặc
trưng cơ bản của algorit dạy học, tầm quan trọng đối với mục tiêu đào tạo của việc
dạy c
ho học sinh phương pháp algorit.
đó tác giả đưa ra bốn bước dạy học sinh giải bài tập theo phương pháp algorit là:
tìm hiểu điều kiện bài toán; lập kế hoạch giải bài toán; thực hiện việc giải, kiểm tra
sự đúng đắn của việc giải.
- Về bài tập hóa học tác giả trình bày các vấn đề: tác dụng của bài tập, phâ
n
loại, qui trình giải một bài toán hóa học, chọn chữa bài tập hóa học và xây dựng bài
tập hóa học mới và một số chú ý khi chữa bài tập hóa học
6
Nhìn chung, nội dung đề cập trong hai tài liệu trên mang tính chất là những
lý luận làm nền tảng để tiếp tục nghiên cứu vận dụng vào một nội dung dạy học cụ
thể. Các PPDH phức hợp trình bày hướng nhiều vào tiết nghiên cứu tài liệu mới,
chưa đề cập nhiều đến việc vận dụng vào tiết bài tập, vào quá trình dạy HS giải bài
tập.
1.1.3. Tài liệu “Phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thông” của tác
giả Nguyễn Xuân Trường, 2006 [48]
Tài liệu trình bà
y một số nội dung về lí luận dạy học hóa học, phương pháp
dạy học hóa học, nhưng không đề cập nhiều đến PPDH phức hợp. Tác giả đặc biệt
trình bày kỹ nhiều vấn đề về bài tập hóa học (tr 82 – 123) như: Ý nghĩa, tác dụng
của BTHH; một số phương pháp giải BTHH; phân loại, lựa chọn và sử dụng
BTHH
trong dạy học hóa học; phương pháp xây dựng BTHH mới. Trong đó, tác giả đặc
biệt chú ý trình bày kỹ các phương pháp giải bài tập hay có thể dùng để giải nhanh
các BTHH. Tuy nhiên, tài liệu cũng chưa đề cập đến phương pháp dạy HS giải bài
tập.
1.1.4. Luận án phó tiến sĩ sư phạm tâm lý “Hình thành kĩ năng giải bài tập
hóa học ở trường trung học cơ sở” của tác giả Cao Thị Thặng, Viện k
hoa
bước:
- Đọc bài tập, hình dung ra vấn đề;
- Ôn lại những điều đã học liên quan với vấn đề cần giải quyết trong bài
toán;
- Chọn tiêu chuẩn để giải quyết vấn đề. Xác định phương hướng để giải
quyết;
- Đọc lại các dữ liệu, mục đích bài toán, rà soát lại để củng cố, bổ sung
hoặc đơn giản bớt;
- Tiến hà
nh giải theo kế hoạch;
- Đánh giá việc thực hiện kế hoạch giải;
- Kết luận về lời giải.
Vận dụng cách giải trên vào các bài tập tương tự hoặc vấn đề tương tự
trong thực tiễn.
Ở đây, tác giả chỉ sử dụng phương pháp dạy học nêu vấn đề, chưa đề cập
đến grap giải, algorit giải và hệ thống bài tập tương tự để HS
luyện tập.
8
1.1.6. Một số luận văn, luận án khác
1. Phạm Văn Tư (2004), Xây dựng grap nội dung dạy học hoá học lớp 8, 9,
10 phổ thông, Luận án tiến sĩ giáo dục học, Hà Nội [58].
2.
1
Phan Văn An (2002), Sử dụng các phương pháp dạy học phức hợp nhằm
phát huy cao độ tính tích cực, tự lực của học sinh khi nghiên cứu tài liệu mới môn
hóa học ở trường trung học phổ thông, Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục -
Phương pháp giảng dạy hóa học, Trường Đại học sư phạm Huế [4].
3. Đào Nguyên (2004), Sử dụng phương pháp graph kết hợp một số biện
của thầy và trò trong quá trình dạy học được tiến hành dưới vai trò chủ đạo của
thầy, nhằm thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học [31, tr 230]
.
Để đi sâu vào bản chất của phương pháp dạy học và để nêu rõ quan hệ biện
chứng giữa hoạt động dạy của thầy và hoạt động học của trò, Nguyễn Ngọc Quang
đã đề nghị định nghĩa: Phương pháp dạy học là cách thức làm việc của thầy và của
trò trong sự phối hợp thống nhất dưới sự chỉ đạo của thầy nhằm
làm cho trò tự giác,
tích cực, tự lực đạt tới mục đích học tập [35, tr 69].
Hiện nay chưa có một định nghĩa thống nhất về phương pháp dạy học trong
các tài liệu về giáo dục học và lí luận dạy học bộ môn.
1.2.2. Phân loại
Các phương pháp dạy học rất phong phú, đa dạng có tới hàng trăm PPDH
đã được mô tả. Do đó việc phân loại các PPDH có nhiều cách khá
c nhau. Việc phân
loại các PPDH là một đề tài lí luận trung tâm của lí luận dạy học. Cho tới nay vẫn
chưa xây dựng được một sự phân loại chung thống nhất được mọi người thừa nhận.
Chúng tôi tổng hợp một số cách phân loại tiêu biểu sau đây [18], [31], [34], [47],
[8]:
a) Dựa vào mục đích lí luận dạy học, chia các PPDH thành các nhóm:
Nhóm PPDH khi nghiên cứu tài liệu mới; nhóm PPDH khi củng cố, hoàn thiện, vận
dụng kiến thức, kĩ năng,
kĩ xảo; nhóm PPDH khi kiểm tra, đánh giá, và uốn nắn
kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo.
Cách phân loại này tuy nêu được một dấu hiệu quan trọng của PPDH,
nhưng chưa đầy đủ, vì đây chỉ là một dấu hiệu dễ nhận biết của cấu trúc bên ngoài
của PPDH. Do đó, cách phân loại này ít được nhắc tới.
b) Dựa vào phương tiện truyền thông tin, chia PPDH thành 3 nhóm lớn:
Phương pháp dùng lời; phương pháp trực quan; phương pháp t
hực hành. Cách phân
trình, đàm thoại, phương pháp nghiên cứu, phương pháp thí nghiệm…
Các phương pháp dạy học phức hợp là sự phối hợp của một số phương
pháp và phương tiện dạy học, trong đó có một yếu tố giữ vai trò nòng cốt trung tâm,
liên kết các yếu tố khác còn lại thành một hệ thống nhất về phương pháp, nhằm tạo
ra hiệu ứng tích hợp và cộng hưởng về phương phá
p của toàn hệ, nâng cao chất
lượng lĩnh hội lên nhiều lần. Một số PPDH phức hợp quan trọng là : dạy học nêu
11
vấn đề - ơrixtic (dạy học đặt và giải quyết vấn đề), dạy học chương trình hóa,
phương pháp grap dạy học, phương pháp algorit dạy học, dạy học với công cụ máy
tính điện tử.
1.2.3. Phương pháp dạy học phức hợp
Ở đây chúng tôi chỉ xin đề cặp đến các PPDH phức hợp liên quan đến đề tài
1.2.3.1. Dạy học đặt và giải quyết vấn đề (Dạy học nêu vấn đề - ơrixtic)
a) Bản chất của dạy học đặt và giải quyết vấn đề
Dạy học đặt và giải quyết vấn đề dựa trên cơ sở lí thuyết nhận thức. Dạy
học đặt và giải quyết vấn đề là một qua
n điểm dạy học nhằm phát triển năng lực tư
duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề của HS. Học sinh đư
ợc đặt trong một tình
huống có vấn đề, thông qua việc giải quyết vấn đề giúp HS lĩnh hội tri thức, kỹ
năng và phương pháp nhận thức [29, tr 34].
Dạy học đặt và giải quyết vấn đề không phải là một PPDH cụ thể, đơn nhất
mà là một tập hợp nhiều PPDH liên kết chặt chẽ với nhau và tương tác với nhau,
trong đó phương pháp xây dựng tình huống có vấn đề và dạy học sinh giải quyết
vấn đề giữ vai trò tr
ung tâm, gắn bó các PPDH khác trong tập hợp. Dạy học đặt và
giải quyết vấn đề không chỉ hạn chế ở phạm trù PPDH mà, việc áp dụng tiếp cận
à họ cần giải quyết
và có thể giải quyết được, kết quả là họ nắm được tri thức mới [38].
- Theo M. I. Macmutop: Tình huống có vấn đề là trở ngại về trí tuệ của con
người, xuất hiện khi họ chưa biết cách giải thích hiện tượng, sự kiện, quá trình của
thực tế khi chưa có thể đạt tới mục đích bằng cách thức hành động quen thuộc. Tình
huống này đòi hỏi con người phải tìm cách giải thích hay hành động mới [31]
.
- Tình huống có vấn đề xuất hiện khi một cá nhân đứng trước một mục đích
muốn đạt tới, nhận biết một nhiệm vụ cần giải quyết nhưng chưa biết bằng cách
nào, chưa đủ phương tiện (tri thức, kỹ năng…) để giải quyết [30].
Hình 1.1. Mô phỏng tình huống có vấn đề
Như vậy, mặc dù xuất phát từ các quan điểm
khác nhau nhưng các định
nghĩa trên đều có đặc điểm chung: tình huống có vấn đề chứa đựng mâu thuẩn nhận
thức và có tác dụng kích thích hoạt động học tập của HS.
Trạng thái
xuất phát
Vật
Cản
Trạng thái
đích
13
* Các yếu tố của tình huống có vấn đề
Tình huống có vấn đề chỉ xuất hiện và tồn tại trong ý thức của HS chừng
+ Tái hiện kiến thức cũ, nêu nhiệm vụ mới cần giải quyết;
14
+ Làm xuất hiện mâu thuẩn, nêu các giả thuyết;
+ Phát biểu vấn đề: Giả thuyết nào là đúng, các giả thuyết khác vì sao
không đúng?
- Cách 3: Tạo tình huống có vấn đề khi HS phải tìm đường ứng dụng kiến
thức trong học tập, trong thực tiễn hoặc tìm lời giải đáp cho câu hỏi “tại sao” (tình
huống vận dụng kiến thức hoặc tình huống tại sao), theo các bước:
+ Nêu ra những kiến thức đã học có liên quan đến một vấn đề cần khắc
sâu;
+ Đưa ra hiện tượng c
ó chứa mâu thuẩn với kiến thức cũ gây lúng túng, bế
tắc khi giải quyết vấn đề trong học tập hay trong thực tiễn;
+ Tìm nguyên nhân của bế tắc và tìm những con đường khác nhằm vận
dụng kiến thức đã học để có thể giải quyết được nhiệm vụ đặt ra.
Hóa học là một khoa học thực nghiệm có
lập luận, có tính toán. Vì vậy,
chương trình hóa học ở trường THPT chứa đựng vô vàn những tình huống có vấn
đề hoặc những tư liệu có thể chuyển hóa thành những bài toán nêu vấn đề ơrixtic và
áp dụng dạy dọc nêu vấn đề ơrixtic.
c) Dạy học sinh cách giải quyết vấn đề
Đây là khâu chủ yếu, có tầm quan trọng hàng đầu trong dạy học giải quyết
vấn đề. Tập luyện cho HS biết giải quyết các vấn đề từ đơn giản đến phức tạp trong
học tập c
hính là chuẩn bị cho các em có khả năng sáng tạo giải quyết các vấn đề
trong thực tiễn cuộc sống.
Ở đây phải tổ chức quá trình giải quyết các vấn đề học tập như thế nào để ở
một mức độ nhất định nó giống như quá trình nghiê
+ Đề xuất cách giải quyết,
+ Lập kế hoạch giải quyết,
+ Thực hiện kế hoạch.
3-Kết luận.
+ Thảo luận kết quả và đánh giá,
+ Khẳng định hay bác bỏ giả thuyết nêu ra,
+ Đề xuất vấn đề mới,
* Theo R. Légendre, quá trìmh giải quyết vấn đề chung cho dạy học và
nghiên cứu khoa học như sau [36, tr 15] 16
Hình 1.2. Quá trình giải quyết vấn đề chung theo R. Légendre
Qui trình giải quyết vấn đề phụ thuộc vào nhiều yếu tố và tính phức tạp
của vấn đề nghiên cứu, trình độ kiến thức và năng lực của HS,…Do đó trong quá
trình vận dụng ta không cứng nhắc theo một qui trình mà có thể thay đổi cho phù
hợp (đơn giản hơn hoặc phức tạp hơn).
17
sinh tham gia xây dựng và giải quyết vấn đề học tập. Do vậy, tùy từng vấn đề và
từng đối tượng học sinh cụ thể mà ta chọn mức độ áp dụng cho phù hợp và có hiệu
quả.
1.2.3.2. Phương pháp grap dạy học [14], [38],[18], [58], [35]
Từ năm 1970 Giáo sư Nguyễn Ngọc Quang đã cùng với cộng tác viên triển
khai nghiên cứu thực hiên vận dụng lí thuyết grap của toán học, chuyển hóa nó
thành PPDH.
Grap nội dung dạy học là sơ đồ phản ánh trực qua
n tập hợp những kiến
thức chốt (cơ bản, cần và đủ) của một nội dung dạy học và cả logic phát triển bên
trong của nó.
a) Cách xây dựng grap nội dung dạy học
* Nguyên tắc cơ bản: Dựa vào nội dung dạy học (khái niệm, định luật, học
thuyết, bài học…), chọn những kiến thức chốt (kiến thức cơ bản cần và đủ), đặt
chúng và
o đỉnh của grap. Nối các đỉnh với nhau bằng những cung theo logic dẫn
xuất, tức là theo sự phát triển bên trong của nội dung đó.
Nguyên tắc này cho ta thấy cách thiết lập grap nội dung dạy học tương tự
như phương pháp các tiềm năng:
- Đỉnh diễn tả kiến thức chốt của nội dung.
- Cung diễn tả mối liên hệ dẫn xuất giữa các kiến thức chốt, cho thấy
logic phát triển của nội dung.
* K
hi xây dựng một Grap, cần chú ý đến các yêu cầu sau:
- Grap phải đảm bảo tính chính xác
Nội dung trình bày trong Grap phải là nội dung chính xác để đảm bảo độ
tin cậy về tri thức. Tuy nhiên độ rộng của tri thức phụ thuộc vào đối tượng tiếp nhận
Làm cho grap trung thành với nội dung được mô hình hóa về cấu trúc
logic, nhưng lại giúp cho học sinh lĩnh hội dễ dàng nội dung đó và nó phải đảm b
ào
mỹ thuật về mặt trình bày.
Thí dụ: Grap hóa định nghĩa của khái niệm phenol
Hình 1.3. Grap hóa định nghĩa khái niệm phenol
Phenol
HCHC: có chứa C,H,O
Có chứa nhóm OH
Nhóm OH gắn trực tiếp vào vòng benzen
19
b) Vận dụng phương pháp Grap vào bài toán hóa học
Phương pháp grap có ưu thế rõ rệt trong việc mô hình hóa cấu trúc của nội
dung bài toán hóa học (cả đầu bài lẫn phép giải).
* Lập grap của đầu bài toán
Grap đầu bài toán là sơ đồ trực quan diễn tả cấu trúc logic của: những điều
kiện bài toán (cái cho); những yêu cầu (cái tìm) của đầu bài toán; những mối liên hệ
tương tác giữa chúng.
Cách lập grap đầu bài toán
- Xác định nội dung của các đỉnh grap: tất cả các dữ kiện nằm
trong đầu
bài, kể cả “cái cho” và “cái tìm”;
- Mã hóa chúng theo một qui ước nhất quán (dùng kí hiệu);
- Dựng đỉnh: đặt các số liệu cho và tìm của đầu bài toán vào vị trí các
m m
A
Grap đủ
Hình 1.4. Grap thô và grap đủ của bài toán tìm m
A
trong hợp chất A
x
B
y
* Lập grap giải của bài toán hóa học
Grap giải của bài toán: Là sơ đồ trực quan diễn tả chương trình giải bài
toán, vạch ra những mối liên hệ logic giữa các yếu tố điều kiện và yêu cầu của bài
toán, những phép biến đổi của bài toán để đi tới đáp số.
Mỗi bài toán thường có nhiều cách giải, do đó nó có thể có nhiều grap giải tương
ứng.
Cách lập grap giải của bài toán: Qui trình gồm các bước sau
- Xác định nội dung các đỉnh: Đó là các số liệu nằm
trong thành phần của
những điều kiện tường minh và ẩn tàng được bổ sung, là các thao tác biến hóa
(phương tiện giải hay các phép tính toán) để biến bài toán ban đầu thành những bài
toán trung gian;
- Mã hóa chúng:
- Dựng đỉnh;
- Lập cung.
A
x
B
y
B
p
B
p
A
M
m
m
M
p
AA
m
A 21
- Grap giải đơn giản hóa
n với phong cách triển khai bằng trực giác và kinh nghiệm
p
A
p
B
M
m
A 22
1.2.3.3. Phương pháp algorit dạy học [14], [17], [35]
Nếu grap cho phép mô tả cấu trúc của hoạt động thì algorit cung cấp
phương tiện điều khiển hoạt động đó, và tự điều khiển bản thân trong quá trình hoạt
động.
a) Khái niệm algorit
* Khái niệm: Algorit thường được hiểu là bản ghi chính xác, tường minh
tập hợp những thao tác sơ đẳng, đơn trị theo một trình tự nhất định (tùy mỗi trường
hợp cụ thể) để giải quyết bất kì vấn đề nào thuộc cùng một loại hay kiểu.
Định nghĩa
này không mang tính chính xác khoa học nhưng nêu lên khá rõ
bản chất của khái niệm.
Ví dụ: Trong các chất sau, chất nào là ancol:
A. CH
2
=CH – CH
2Hình 1.6. Sơ đồ - bloc của algorit nhận biết ancol
* Hai kiểu algorit dạy học
- Algorit nhận biết: Đó là algorit dẫn tới kết quả là sự phán đoán kiểu x
thuộc A. (A - một loại nào đó ; x – đối tượng nhận biết)
- Algorit biến đổi: Tất cả những algorit không phải là algorit nhận biết thì
đều thuộc algorit biến đổi.Trong một algorit biến đổi có thể chứa đựng những thao
tác (thậm c
hí cả algorit) nhận biết. Ngược lại, một algorit nhận biết có thể bao gồm
những thao tác (hoặc algorit biến đổi).
b) Ba khái niệm cơ bản của tiếp cận algorit
* Mô tả algorit
Đối với một hoạt động dạy học mà ta muốn algorit hóa, trước hết cần phải
phát hiện ra cấu trúc của hoạt động đó và mô hình hóa cấu trúc đó. Chẳng hạn giải
bài toán quen thuộc: “ Cho lượng m của hợp chất A
x
B
y
. Tính lượng m
A
của nguyên
rố A chứa trong đó. Ta có thể mô tả algorit giải bài toán bằng grap
2) phân tử có nhóm OH không?
Không Có
3) nhóm OH gắn trực tiếp trên C no không ?
Đó không phải là
ancol
Đó là ancol