TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA HÓA HỌC
TIỂU LUẬN
TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG HÓA HỌC
ĐỀ TÀI
Người hướng dẫn : PGS.TS. Bùi Thọ Thanh
Người thực hiện : Nguyễn Thị Ngọc Tuyết
Lớp cao học : K23
Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học Hóa học
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2013
Ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo GVHD: PGS.TS. Bùi Thọ
Thanh
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 4
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC 5
a. Công nghệ giáo dục trong kỷ nguyên thông tin 5
b. Công nghệ giảng dạy 6
i. Lý thuyết và thực hành 6
ii. Năm lĩnh vực cơ bản của công nghệ giảng dạy 6
iii. Quy trình và tài nguyên 6
c. Dạy và học sử dụng công nghệ 7
d. Công nghệ thông tin tạo thuận lợi cho quá trình dạy và học 7
Chương 2. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG TIỆN TRÌNH DIỄN MICROSOFT
POWERPOINT 9
a. Trình diễn trong giảng dạy hóa học 9
b. Microsoft powerpoint 9
i. Khái quát về power point 10
ii. Những yêu cầu cơ bản đối với trình diễn trong giảng dạy 10
Chương 3. TỔNG QUAN VỀ THÍ NGHIỆM HÓA HỌC TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC Ở
TRƯỜNG PHỔ THÔNG 11
f. Thí nghiệm NH3 cháy trong oxi 34
g. Thí nghiệm khí etilen làm mất màu dung dịch Brom 35
h. Một số mô hình orbital lai tạo 37
KẾT LUẬN 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO 41
HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tuyết Trang
Ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo GVHD: PGS.TS. Bùi Thọ
Thanh
MỞ ĐẦU
Thí nghiệm cụ thể hóa được kiến thức, rèn luyện cho học sinh kỹ năng và kỹ
xảo tiến hành thí nghiệm, nâng cao tính tích cực học tập, tạo hứng thú cho học sinh.
Tuy nhiên, trên thực tế thì các thí nghiệm hóa học không phải lúc nào cũng thực hiện
được trên lớp, trong phòng thí nghiệm; đặc biệt là các thí nghiệm cháy, nổ, thoát khí
độc, tốn nhiều thời gian, … Trong những trường hợp đó, việc sử dụng phần mềm ứng
dụng để thiết kế các thí nghiệm ảo là rất cần thiết. Nhận thấy được tầm quan trọng
của công nghệ thông tin đối với quá trình dạy học trong giai đoạn hiện nay, cụ thể là
sử dụng phần mềm ứng dụng để thiết kế thí nghiệm ảo. Vì thế, tôi đã chọn thực hiện
đề tài “ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo bằng Microsoft
powerpoint trong dạy học hóa học”. Kết quả của đề tài sẽ cung cấp thêm cho giáo
viên và những ai yêu thích môn hóa học có thêm tài liệu tham khảo hữu ích vào giảng
dạy hóa học, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học hóa học ở trường THPT hiện
nay.
HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tuyết Trang
Ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo GVHD: PGS.TS. Bùi Thọ
Thanh
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG TIN HỌC
TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC
a. Công nghệ giáo dục trong kỷ nguyên thông tin
Công nghệ giáo dục thường được mô tả là một thành phần của giáo dục nhằm
giải quyết các vấn đề có liên quan đến mọi phương diện học tập của con người thông
hoặc kinh nghiệm, nhờ đó giúp hỗ trợ thực hiện. Lý thuyết bao gồm các khái niệm,
kiến tạo, nguyên lý và đề nghị, đóng góp vào nội dung kiến thức. thức hành là sự ứng
dụng kiến thức ấy để giải quyết các vấn đề. Thực hành cũng có thể đóng góp vào nền
tảng kiến thức nhờ các thông tin có được từ thực nghiệm.
Cả lý thuyết và thực hành trong công nghệ giảng dạy sử dụng rộng rãi các mô
hình thuộc hai loại: mô hình thủ tục, mô tả cách thực hiện một nhiệm vụ nghiên cứu,
giúp liên hệ giữa lý thuyết và thực hành. Mô hình nhận thức giúp hình dung các quan
hệ giữa các lĩnh vực nghiên cứu
ii. Năm lĩnh vực cơ bản của công nghệ giảng dạy
Thiết kế, phát triển, ứng dụng, quản lý, điều hành là lượng giá là các thuật ngữ
để chỉ năm lĩnh vực cơ bản của công nghệ giảng dạy. Mỗi chức năng này có phạm vi
và tính đơn nhất đủ để được xem như là những lĩnh vực khảo cứu độc lập.
Trong đó, Lĩnh vực thiết kế là lĩnh vực lý thuyết quan trọng và rộng rãi nhất
của công nghệ giảng dạy.
iii. Quy trình và tài nguyên
Thuật ngữ này bao gồm các phần tử truyền thống của cá quy trình lẫn sản
phẩm trong định nghĩa.
Quy trình là một chuỗi các thao tác hoặc hoạt động hướng về một kết quả nhất
định.
HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tuyết Trang
Ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo GVHD: PGS.TS. Bùi Thọ
Thanh
Tài nguyên là các nguồn hỗ trợ học tập, bao gồm hệ thống trợ giúp, các tư liệu
và môi trường giảng dạy. Lĩnh vực này phát triển từ sự quan tâm sử dụng các tư liệu
giảng dạy và quy trình thông tin, nhưng tài nguyên không chỉ là các thiết bị và tư liệu
dùng trong quá trình dạy và học mà còn là con người, ngân sách và cơ sở vật chất.
Nói tóm lại tài nguyên là tất cả những gì có thể có nhằm giúp cho mỗi cá nhân học và
hành tốt nhất.
c. Dạy và học sử dụng công nghệ
Câu hỏi được đặt ra là làm thế nào để công nghệ có thể giúp ích nhiều nhất cho
Môi trường xã hội để hỗ trợ học tập qua trao đổi cộng đồng
Người đồng hành tri thức để hỗ trợ học tập qua phản ánh
HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tuyết Trang
Ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo GVHD: PGS.TS. Bùi Thọ
Thanh
Chương 2. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG TIỆN TRÌNH
DIỄN MICROSOFT POWERPOINT
a. Trình diễn trong giảng dạy hóa học
Yêu cầu trình diễn, minh họa trong giảng dạy hóa học suốt một thời gian dài
chỉ dựa trên các hình ảnh tĩnh trong sách cũng như bảng đen phấn trắng và các công
cụ cơ học trong giờ dạy. Với sự phát triển của các phương tiện nghe nhìn, người ta đã
dần dần đưa vào phim đèn chiếu (slide), phim và băng video, máy chiếu giấy trong
hay OHP (over-head projector),… Tất cả những phương tiện vừa nêu có những ưu
đểm vượt trội so với các công cụ truyền thống, nhưng vẫn chưa tạo được hiệu quả có
tính bước ngoặt vì vẫn là những phương tiện thụ động vì không tương tác được.
Khả năng diễn tả và minh họa hóa học trên máy tính ngày càng tuyệt vời hơn
dẫn đến yêu cầu phải có phương tiện giúp trình diễn các nội dung ấy, không chỉ với
từng người, trước màn hình máy tính cá nhân, mà còn có thể trình diễn trước một cử
tọa đông người, trong một môi trường không có máy tính như lớp học, giảng đường,
hội trường,… điều này được thực hiện với:
o Phần mềm trình diễn như Havard Graphics, Microsft power
point,…trong đó hiện nay rất phổ biến là microsft power point.
o Phần cứng: phải có một máy chiếu dữ liệu với cường độ sáng
khoảng 600 AINSI lumen, có thể chiếu lên màn phản quang
hoặc tường trắng bất kỳ.
Trong nội dung này chúng ta chỉ xét Microsoft powerpoint do
tính đại chúng, linh hoạt và dễ sử dụng.
b. Microsoft powerpoint
Microsoft powerpoint là một chương trình để trình diễn khá linh hoạt trong bộ
microsoft office, cho phép thực hiện hầu hết các yêu cầu minh họa trong giảng dạy,
Thanh
Chương 3. TỔNG QUAN VỀ THÍ NGHIỆM HÓA HỌC
TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ
THÔNG
i. Đổi mới các hình thức tổ chức dạy học và sử dụng phương
tiện dạy học
Hình thức tổ chức dạy học lớp-bài được thay đổi đa dạng, phong phú hơn để
phù hợp với hoạt động học tập tìm tòi cá nhân, hoạt động theo nhóm và cả lớp học.
Địa điểm học của HS không chỉ diễn ra trên lớp mà còn được thực hiện ở phòng
bộ môn, phòng học đa phương tiện, ở ngoài trường học…HS không chỉ thu nhận
thông tin trong sách giáo khoa mà còn qua sách tham khảo, các phương tiện thông
tin, phương tiện kĩ thuật (băng, đĩa, mạng internet) và tham gia các hoạt động chia sẻ
thông tin thu được.
Các phương tiện dạy học được đa dạng hóa, không chỉ là phấn, bảng, sách vở…
mà còn dùng dụng cụ thí nghiệm, hóa chất, mô hình, mẫu vật, biểu bảng, hình ảnh,
băng hình, bản trong, máy chiếu, máy vi tính, phần mềm dạy học hóa học.
Các thí nghiệm hóa học, phương tiện dạy học được sử dụng chủ yếu như là
nguồn kiến thức để HS tìm tòi, phát hiện, thu nhận kiến thức và cả phương pháp
nhận thức. Việc sử dụng phương tiện dạy học chứng minh cho lời giảng được hạn chế
dần.
ii. Khái niệm thí nghiệm hóa học
Theo Từ điển Tiếng Việt NXB Khoa học Xã hội 1992, thí nghiệm có 2 nghĩa:
nghĩa thứ nhất là “gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác
định để quan sát, tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh; nghĩa thứ hai là
“làm thử để rút kinh nghiệm”.
HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tuyết Trang
Ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo GVHD: PGS.TS. Bùi Thọ
Thanh
Theo Đại từ điển tiếng Việt NXB Văn hóa thông tin 1999, thí nghiệm là “làm
thử theo những điều kiện, nguyên tắc đã được xác định để nghiên cứu, chứng minh”.
sẽ gây ra nguy hiểm có khi dẫn đến tử vong. Khi thực hành T/N, HS phải làm đúng
các thao tác cần thiết, sử dụng lượng hóa chất thích hợp nên HS vừa tăng cường khéo
léo và kĩ năng thao tác, vừa phát triển kĩ năng giải quyết vấn đề. Từ đó HS sẽ hình
thành những đức tính cần thiết của người lao động mới: cẩn thận, ngăn nắp, kiên
nhẫn, trung thực, chính xác, khoa học, kĩ thuật,…
iv. Phát triển tư duy, nâng cao lòng tin vào khoa học
Thí nghiệm giúp HS phát triển tư duy, hình thành thế giới quan duy vật biện
chứng. Đứng trước T/N, HS sẽ tăng cường sức chú ý đối với các hiện tượng nghiên
cứu, tiến hành các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa
để rút ra kết luận đúng đắn. Khi làm T/N hoặc được tận mắt nhìn thấy những hiện
tượng hóa học xảy ra, HS sẽ tin tưởng vào kiến thức đã học và cũng thêm tin tưởng
vào chính bản thân mình.
v. Gây hứng thú cho học sinh
GV sử dụng T/N vào tiết học sẽ gây hứng thú cho HS trong quá trình học tập.
Nếu HS quan sát được những T/N hấp dẫn, HS sẽ muốn khám phá những T/N và tính
chất hóa học của các chất. Để giải thích được các câu hỏi: làm thế nào để tự mình
thực hiện được các T/N hấp dẫn? Tại sao các chất pư với nhau lại tạo ra được hiện
tượng như vậy? Mình có thể sử dụng chất khác mà vẫn tạo ra được hiện tượng như
trên không? Từ đó HS sẽ tự mình đi tìm hiểu vấn đề chứ không phải đợi thầy cô nhắc
nhở.
Như vậy, cùng với lý thuyết, T/N hóa học có vai trò hết sức quan trọng trong
nghiên cứu khoa học cũng như trong dạy học hóa học: Ai học hóa học mà chưa từng
làm T/N hoặc quan sát T/N thì có thể xem như chưa học hóa.
Tuy nhiên, trong giảng dạy hóa học ở phổ thông, không phải thí nghiệm nào
cũng có thể được tiến hành, điều này có thể được lý giải bằng nhiều lý dó:
− Có nhiều thí nghiệm độc hại không thể tiến hành trong lớp.
HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tuyết Trang
Ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo GVHD: PGS.TS. Bùi Thọ
Thanh
− Thời gian của một tiết học là 45 phút, quá hạn hẹp để có thể tiến hành các
thể điều chỉnh kích cở cho phù hợp, ngoài ra ta có thể tô màu cho dung dịch sao cho
thích hợp nhất.
Ví dụ bình dung dịch là màu xanh. Ta tiến hành như sau:
HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tuyết Trang
Ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo GVHD: PGS.TS. Bùi Thọ
Thanh
Chọn bình dung dịch có màu đen vào “Object/ Ungroup” sau đó chọn phần
dung dịch và tô màu xanh tương ứng. Để cho quá trình di chuyển được thuận lợi ta
nên “Group” các đối tượng lại với nhau.
Để vào chương trình ứng dụng này ta thực hiện như sau: chọn “Start/
Programs/ Bio-Rad Laboratories/ Chemwindow” chương trình ứng dụng được mở ra.
Trong trương trình ta chọn: “File/ Open/ Disk C/ Progam files/ Bio-Rad
Laboratories/ Chenwin/ Libraries/ LabGlas” để cho cửa sổ thư viện các dụng cụ thí
nghiệm mở ra.
Trong cửa sổ này có rất nhiều dụng cụ thí nghiệm như: bình cầu, phiểu lọc, giá
đỡ thí nghiệm, buret, đèn bunsen, chai, lọ… Tùy theo yêu cầu mô hình thí nghiệm mà
ta có thể lấy các dụng cụ đó ra để sử dụng. Thao tác rất đơn giản chỉ cần dùng lệnh
copy để lấy dụng cụ, chỉnh sửa cho thích hợp rồi copy sang Microsoft PowerPoint để
thiết kế.
ii. Thiết kế dụng cụ thí nghiệm từ Chemwindow
a. Thiết kế ngọn lửa và đèn cồn
HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tuyết Trang
Ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo GVHD: PGS.TS. Bùi Thọ
Thanh
Trong LabGlas ta chọn Bunsen Burner…như vậy ta được dụng mô hình ở bên
dưới (1), sau đó chúng ta thực hiện thao tác sau: “Arrange/ Ungroup” để lấy hình
ngọn lửa (2), nếu muốn ngọn lửa có màu tương ứng ta tô màu ngọn lửa. Tiếp theo
muốn có đèn cồn và ngọn lửa ta chọn một bình cầu tương ứng (có thể dùng bình cầu
đã hướng dẫn ở trên) và ta ráp hình ngọn lửa và bình cầu lại với nhau như vậy ta có
được đèn cồn (3).
nhỏ giọt ra hay tô màu khác cho phần dung dịch.
HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tuyết Trang
1 2 3 4 5
Ống nhỏ giọt có dung dịch (1); không có dung dịch (2),(3);
phần dung dịch (4); giọt dung dịch (5)
Ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo GVHD: PGS.TS. Bùi Thọ
Thanh
iv. Thiết kế một số mô hình thí nghiệm bằng AutoShapes trong
Microsofr Word
a. Tạo dung dịch trong bình
Để thiết kế một bình phản ứng như hình bên dưới (1).
Ta thấy trong các phần mền ở trên đã giới thiệu đều không đáp ứng được yêu
cầu, vì thế chúng ta phải biết linh động kết hợp để tạo được mô hình như đã yêu cầu.
Để giải quyết vấn đề đặt ra chúng ta thực hiện như sau:
- Ta dùng chương trình đã hướng dẫn tạo bình phản ứng (2).
- Dùng AutoShapes vẽ các đoạn thẳng, chọn nét đứt sau đó Group lại ta được một mô
hình tương tự yêu cầu (3).
- Sau đó ta kết hợp hình (2) và (3) ta được mô hình yêu cầu (1).
b. Thiết kế ống dẫn khí hình chữ U
- Vẽ một đường thẳng bằng “AutoShapes/ chọn đường thẳng/ nhắc chuột phải
chọn Edit Points để uống công đường thẳng theo hình chữ U”. Dùng lệnh copy để tạo
một hình tương tự dùng chuột duy chuyển và Group hai hình này lại. Chú ý phải điều
chỉnh hình vẽ cho thích hợp.
HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tuyết Trang
Ống dẫn khí hình chữ U và ống dẫn khí đầu nhọn(1)
(2)
+ Repeat/ none/ chọn OK.
► Trong Effect chọn:
+ Settings/ Direction/ From Botton/ Ok
c. Cách tạo khí không màu xuất hiện và bay ra khỏi ống nghiệm.
- Tạo ống nghiệm, bọt khí giống hình vẽ. Chọn khối bọt khí và khí bay lên( hình mũi
tên).
- Vào “Slide Show/Custom Animation/And Effect/ Entrance/ More Effect/ Wipe/ chọn
Ok”.
- Để điều chỉnh thời gian và hiệu ứng tự xuất hiện cho thích hợp ta chọn “Timing”
hộp thoại xuất hiện:
HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tuyết Trang
Ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo GVHD: PGS.TS. Bùi Thọ
Thanh
Trong Timing chọn:
+ Start/ with previous
+ Speed chỉnh thời gian cho hiệu ứng (nhanh, chậm, vừa). Lưu ý phải chỉnh
thời gian sao cho bọt khí xuất hiện trước và khí bay lên sao theo thứ tự.
+ Repeat/ none/ chọn OK.
► Trong Effect chọn:
+ Settings/ Direction/ From Botton/ Ok.
- Khi phản ứng kết thúc ta chọn hiệu ứng Exit/ Wheel để bọt khí mất đi.
d. Cách tạo kết tủa xuất hiện
- Tạo mô hình thí nghiệm như hình vẽ. Chọn khối giọt dung dịch và kết tủa:
-Vào “Slide Show/Custom Animation/And Effect/ Entrance/ More Effect/ Wipe/
chọn Ok”.
HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tuyết Trang
Khí
bay
lên
Bọt
Ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo GVHD: PGS.TS. Bùi Thọ
Thanh
iii. Hiệu ứng biến mất
a. Cách tạo dung dịch (khí có màu) hạ xuống.
Thiết kế một bình phản ứng như hình vẽ. Sau đó dung lệnh Copy để tạo thêm một
bình phản ứng tương tự và tô màu cho bình và đặt lên hình còn lại. Chọn khối hình có
tô màu.
Vào “Slide Show/Custom Animation/And Effect/ Exit/ More Effect/ Wipe/ chọn Ok”.
-Để điều chỉnh thời gian cho thích hợp và hiệu ứng tự dân lên ta chọn “Timing” hợp
thoại xuất hiện:
► Trong Timing chọn:
+ Start/ with previous.
+ Speed chỉnh thời gian cho hiệu ứng (nhanh, chậm, vừa)
+ Repeat/ None/ chọn OK.
► Trong Effect chọn:
+ Settings/ Direction/ From Top/ Ok
b. Cách cho hóa chất vào ống nghiệm và tan ra
- Tạo chất rắn và ống nghiệm như hình vẽ. Chọn khối chất rắn.
-Vào “Slide Show/Custom Animation/ And Effect/ Motion paths /More Motion
paths / Dow/ chọn Ok”.
Điều chỉnh độ dài của hiệu ứng (hình mũi tên) sao cho phù hợp.
- Nếu muốn để hiệu ứng tự chạy có thể thao tác như sau: Chọn tất cả các hiệu
ứng vừa thực hiện sau đó trong Start chọn with previous
HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tuyết Trang
Ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế thí nghiệm ảo GVHD: PGS.TS. Bùi Thọ
Thanh
Cách làm cho chất rắn trong ống nghiệm tan vào dung dịch:
- Chọn khối chất rắn: And Effect/ Exit /More Effect /Cirde / chọn Ok.
Chú ý: Nếu muốn hiệu ứng này tự chạy ta thao tác như sau:
+ Chọn khối các hiệu ứng vừa thực hiện (Exit) vào “Timing” hợp thoại