SKKN Sử dụng thí nghiệm trong dạy học khám phá môn hóa học nhằm phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Chương trình giáo dục phổ thông 2018 đã nêu rõ: “Chương trình giáo dục phổ thông mới được xây dựng theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh; tạo môi trường học tập và rèn luyện giúp học sinh phát triển hài hoà về thể chất và tinh thần, trở thành người học tích cực, tự tin, biết vận dụng các phương pháp học tập tích cực để hoàn chỉnh các tri thức và kĩ năng nền tảng…”.
Để thực hiện được định hướng trên thì cần thiết đổi mới về nội dung, phương pháp dạy học và phương pháp kiểm tra, đánh giá. Trong đó, đổi mới phương pháp dạy học nhằm phát triển phẩm chất, năng lực học sinh là rất quan trọng. Hiện nay có rất nhiều phương pháp dạy học tích cực như dạy học giải quyết vấn đề, dạy học dự án, dạy học khám phá, dạy học thực hành,…Trong đó, phương pháp dạy học khám phá là một trong những phương pháp phát huy tính tích cực, độc lập nhận thức của học sinh. Dạy học khám phá là thông qua các hoạt động học, học sinh tự tìm tòi, khám phá phát hiện ra tri thức mới nào đó dưới sự hướng dẫn, định hướng của giáo viên. Môn Hóa học là môn khoa học mang tính thực nghiệm, việc sử dụng thí nghiệm trong quá trình khám phá kiến thức mới là một trong những đặc trưng của môn học. Phương pháp này khuyến khích học sinh nêu vấn đề cần tìm hiểu, tự đề xuất giả thuyết và cách giải quyết thông qua việc thực hiện thí nghiệm, sau đó học sinh tiến hành thí nghiệm, phân tích dữ liệu thí nghiệm và đưa ra kết luận cho vấn đề cần giải quyết. Điều này sẽ làm cho học sinh cảm thấy hứng thú, tăng cường mức độ nhận thức hóa học và tham gia tích cực vào quá trình học.
Tuy nhiên, qua tìm hiểu ở các trường trung học phổ thông, phần lớn giáo viên vẫn ít khai thác sử dụng thí nghiệm hoặc sử dụng thí nghiệm chưa có sự đổi mới, chủ yếu để minh họa cho kiến thức chứ chưa khai thác theo hướng dạy học khám phá kiến thức để kích thích tư duy, phát triển khả năng tìm tòi, sáng tạo của học sinh nên hiệu quả dạy học chưa cao. Chính vì vậy, cần đổi mới cách thức sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động học của học sinh để khai thác những lợi ích to lớn của thí nghiệm trong dạy học môn hóa cũng như phát triển các năng lực và phẩm chất cho học sinh đáp ứng yêu cầu mới.
Từ những lý do trên, tôi đã chọn đề tài “Sử dụng thí nghiệm trong dạy học khám phá môn hóa học nhằm phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh” với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy học Hóa học theo yêu cầu hiện nay.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
– Nghiên cứu cách thức và quy trình sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động học tập cho học sinh thông qua việc thiết kế các hoạt động dạy học có sử dụng thí nghiệm để khám phá kiến thức mới.
– Hình thành cho học sinh một số năng lực hóa học, đặc biệt là năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học và năng lực chung như tự chủ, tự học, giải quyết vấn đề, sáng tạo, giao tiếp và hợp tác.
– Phát triển cho học sinh một số phẩm chất như chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm.
3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
– Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học khám phá trong môn hóa.
– Nghiên cứu thực trạng việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường trung học phổ thông.
– Nghiên cứu vai trò của sử dụng thí nghiệm trong dạy học khám phá môn hóa trong việc phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh.
– Nghiên cứu quy trình và thiết kế, tổ chức các hoạt động dạy học sử dụng thí nghiệm trong dạy học khám phá môn hóa.
– Nghiên cứu kết quả thực nghiệm.
4. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU
4.1. Đối tượng nghiên cứu
– Phương pháp sử dụng thí nghiệm trong dạy học khám phá môn hóa học.
– Học sinh các lớp thực nghiệm và đối chứng.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
– Đề tài tập trung triển khai áp dụng phương pháp dạy học khám phá bằng cách sử dụng thí nghiệm một số bài trong chương trình hóa học THPT.
– Nghiên cứu chủ yếu học sinh trường THPT Cờ Đỏ và học sinh trường THPT Phan Đăng Lưu.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
5.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết
– Tiến hành thu thập tài liệu và sắp xếp tài liệu theo từng nhiệm vụ nghiên cứu.
– Đọc tài liệu ghi chép những vấn đề liên quan đến đề tài nghiên cứu.
5.2. Phương pháp điều tra khảo sát
– Thiết kế phiếu điều tra khảo sát thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học khám phá hóa học.
+ Phát phiếu điều tra cho giáo viên.
+ Thu phiếu điều tra.
+ Xử lí số liệu.
– Thiết kế phiếu điều tra dành cho học sinh: sau khi thiết kế phiếu điều tra, giáo viên tiến hành phát phiếu cho học sinh lớp thực nghiệm (lớp có sử dụng phương pháp) và lớp đối chứng (lớp không sử dụng phương pháp), thu thập số liệu và xử lí số liệu.
5.3. Phương pháp tiến hành thực nghiệm
– Tiến hành sử dụng thí nghiệm trong dạy học khám phá một số bài chương trình hóa học THPT.
– Tiến hành thiết kế câu hỏi và đề kiểm tra để đánh giá hiệu quả của phương pháp dạy học.
– So sánh kết quả giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng.
5.4. Phương pháp xử lí số liệu
– Sử dụng các phần mềm xử lí số liệu.
6. THỜI GIAN THỰC HIỆN
– Thời gian thực hiện từ năm học 2020 – 2021 đến năm học 2021 – 2022.
PHẦN II: NỘI DUNG
1. CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.1. Dạy học khám phá
1.1.1. Khái niệm dạy học khám phá
– Khái niệm dạy học khám phá (DHKP) được xuất hiện và sử dụng với tư cách là một phương pháp dạy học tích cực. Hiện nay có 2 quan điểm về phân loại DHKP:
(1) DHKP là phương pháp tiếp cận.
Theo quan điểm này, Bruner cho rằng: “DHKP là lối tiếp cận dạy học mà qua đó, HS tương tác với môi trường của họ bằng cách khảo sát, sử dụng các đối tượng, giải đáp những thắc mắc bằng tranh luận hay biểu diễn thí nghiệm”. Dựa theo các cách định nghĩa trên thì DHKP được coi là phương pháp tiếp cận trong dạy học tích cực.
(2) DHKP là một phương pháp dạy học.
Theo quan điểm này, Ngô Hiệu đưa ra định nghĩa: “DHKP là một phương pháp dạy học mà thông qua sự định hướng của GV, HS tìm tòi tích cực, sử dụng nhiều quá trình tư duy, qua đó biến kinh nghiệm thành kiến thức”.
Theo Trịnh Nguyên Giao, “DHKP là quá trình dạy học mà trong đó dưới sự tổ chức, điều khiển của người dạy, người học tự giác, tích cực, chủ động chiếm lĩnh tri thức, kĩ năng bằng cách tìm tòi, phát hiện những thuộc tính bản chất có tính quy luật đang còn ẩn dấu bên trong các sự vật, hiện tượng, trong các khái niệm, định luật, tư tưởng khoa học”.
Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hội cho rằng, “DHKP là phương pháp dạy học cung cấp cho HS cơ hội để trải nghiệm các hiện tượng và quá trình khoa học”.
Dạy học khám phá có thể định nghĩa như một tình huống học tập trong đó nội dung chính cần được học không được giới thiệu trước mà phải tự khám phá bởi học sinh, làm cho học sinh là người tham gia tích cực vào quá trình học.
Như vậy, dạy học khám phá là cách thức tổ chức dạy học, trong đó HS tự tìm tòi, khám phá phát hiện ra tri thức mới nào đó trong chương trình môn học thông qua các hoạt động dưới sự hướng dẫn, định hướng của GV.
1.1.2. Đặc điểm dạy học khám phá
* Theo Bicknell – Holmes and Hoffman, dạy học khám phá có ba đặc điểm sau đây:
Thứ nhất: Khảo sát và giải quyết vấn đề để hình thành, khái quát hóa kiến thức.
Đặc điểm thứ nhất này là rất quan trọng. Thông qua việc khảo sát và giải quyết vấn đề, học sinh có vai trò tích cực trong việc tạo ra kiến thức. Thay cho việc chỉ lắng nghe bài giảng, học sinh có cơ hội vận dụng các kỹ năng khác nhau trong các hoạt động. Học sinh chính là người làm chủ việc học tập chứ không phải là giáo viên.
– Thứ hai: Học sinh được thu hút vào hoạt động, hoạt động dựa trên sự hứng thú và ở đó học sinh có thể xác định được trình tự và thời gian.
Đặc điểm thứ hai này khuyến khích học sinh học tập theo nhịp độ riêng của mình. Học tập không phải là một tiến trình cứng nhắc không thay đổi được. Đặc điểm này giúp học sinh có động cơ và làm chủ việc học của mình.
Thứ ba: Hoạt động khuyến khích việc liên kết kiến thức mới vào vốn kiến thức của người học.
Đặc điểm thứ ba này là dựa trên nguyên tắc là sử dụng kiến thức mà học sinh đã biết làm cơ sở cho việc xây dựng kiến thức mới. Trong dạy học khám phá, học sinh luôn luôn đặt trong những tình huống sao cho từ kiến thức vốn có của mình các em có thể mở rộng hay phát hiện ra những ý tưởng mới.
Từ ba đặc điểm trên, dạy học khám phá có 5 điểm khác biệt với phương pháp dạy học truyền thống là:
1) Người học tích cực chứ không thụ động.
2) Việc học tập có tính quá trình chứ không là nội dung.
3) Thất bại là quan trọng.
4) Phản hồi là cần thiết.
5) Sự hiểu biết sâu hơn.
* Theo M. D. Sviniki, dạy học khám phá có ba đặc điểm chính sau đây:
Thứ nhất: Học tập tích cực.
Người học là người tham gia tích cực trong quá trình học tập chứ không phải là người tiếp nhận thụ động những lời giảng của thầy giáo.
– Khi học sinh là người tham gia tích cực, học sinh sẽ tập trung chú ý cao hơn trong quá trình học tập của mình. Việc học tập sẽ không xảy ra nếu học sinh lơ là với việc học tập.
– Các hoạt động nhằm tập trung chú ý của học sinh vào những tư tưởng then chốt mà các em được xem xét. Các hoạt động luôn được thiết kế để làm rõ một khái niệm hoặc một qui trình chứ không phải chỉ vì để hoạt động tích cực. Giai đoạn đầu tiên của quá trình học tập là phát hiện ra cái cần được học và học sinh được thu hút vào những hoạt động đó.
– Tham gia tích cực nhằm để kiến tạo nên những lời giải, nhờ vậy mà học sinh sẽ có cơ hội thực hiện các quá trình xử lý thông tin một cách sâu sắc hơn. Khi học tập khám phá học sinh phải dựa vào kiến thức trước đó để đáp ứng những yêu cầu của các hoạt động. Vì vậy, các em phải trải qua quá trình xử lý tài liệu. Nhờ vào quá trình xử lý này mà các em dễ huy động lại về sau khi cần vì nó đã có sự gắn kết với các kiến thức đã học của các em.
– Học tập khám phá giúp học sinh có cơ hội nhận được phản hồi sớm về sự hiểu biết của mình. Trong cách dạy truyền thống, giáo viên thường dạy học theo tốc độ của mình, thường ít quan tâm xem học sinh có nắm được các thông tin mà thầy cô giáo truyền đạt được hay không. Trong dạy học khám phá, việc hổng kiến thức của học sinh không thể bị bỏ qua, việc phản hồi đối với giáo viên xảy ra ngay trong bản thân nhiệm vụ học tập. Giáo viên có được thông tin phản hồi khi xem xét sự tiến triển của học sinh trong quá trình thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh. Giáo viên nắm được thực trạng về sự hiểu biết của học sinh và bắt buộc giáo viên phải có những ứng xử kịp thời.
– Học trong môi trường tích cực làm cho học sinh có sự “ghi nhớ có tình tiết”, tức là việc ghi nhớ này gắn liền với một sự kiện. Nhờ thế mà học sinh có thể tái tạo lại kiến thức nếu họ quên.
– Dạy học khám phá gợi được động cơ học tập cho học sinh. Hầu hết các quá trình trong dạy học khám phá là khêu gợi được tính tò mò của học sinh. Khía cạnh tò mò và quá trình tìm kiếm những điều còn ẩn dấu nhằm thỏa mãn tính tò mò đều là những dạng của động cơ.
Thứ hai: Học tập có ý nghĩa
Một chìa khóa thành công thứ hai của dạy học khám phá đó là việc học có ý nghĩa.
– Dạy học khám phá có nhiều ý nghĩa vì nó tận dụng sự liên tưởng của bản thân học sinh như là cơ sở của sự hiểu biết. Trong học tập khám phá, học sinh phải sử dụng ngôn ngữ riêng của mình để diễn tả những điều mình phát hiện. Có cơ hội liên kết kiến thức mới với hệ thống kiến thức vốn có của mình, điều này giúp học sinh có thể huy động lại chúng khi cần.
– Dạy học khám phá buộc học sinh phải đương đầu với những ý tưởng hiện có của mình về chủ đề, chúng có thể là những sự hiểu sai lệch. Trong giáo dục khoa học, một trong những vấn đề khó khăn nhất là vấn đề hiểu sai của học sinh. Trong dạy học khám phá, học sinh có cơ hội để điều chỉnh lại nhận thức sai của mình nhờ vào môi trường học tập.
– Dạy học khám phá có tính cụ thể và do đó dễ cho người bắt đầu học trong lĩnh vực nào đó. Hầu hết các nhiệm vụ khám phá được dựa trên các bài toán thực hoặc tình huống thực. Vì vậy, dạy học khám phá giúp học sinh dễ dàng hiểu được kiến thức.
– Dạy học khám phá làm cho thông tin rõ ràng hơn. Trong dạy học khám phá, các kiến thức thường được trình bày trong một bối cảnh gắn liền với việc sử dụng nó, người học dễ nhận ra cách sử dụng nó và thấy được giá trị của kiến thức đối với bản thân mình.
– Dạy học khám phá khuyến khích người học tự nêu câu hỏi và tự giải quyết các bài toán; nhờ đó, học sinh sẽ tự tin hơn khi gặp các vấn đề cần giải quyết.
Thứ ba: Thay đổi niềm tin và thái độ
Dạy học khám phá cho học sinh niềm tin rằng sự hiểu biết có được là do chính các em kiến tạo lấy chứ không phải nhận từ giáo viên.
– Dạy học khám phá cho học sinh thấy rằng khoa học là một quá trình chứ không phải là tập hợp các dữ kiện. Dạy học khám phá được thiết kế nhằm cho phép học sinh hành động như một nhà khoa học. Học sinh có dịp trải qua quá trình quan sát, thử – sai, hình thành giả thuyết, kiểm chứng giả thuyết…
– Dạy học khám phá đặt nhiều trách nhiệm về học tập hơn cho người học. Trong quá trình học tập khám phá, học sinh thường phải vận dụng các quá trình tư duy để giải quyết vấn đề và phát hiện ra các điều cần học, vì vậy các em phải có nhiều trách nhiệm hơn cho sự học tập của mình.
* Từ các đặc điểm trên, dạy học khám phá có các đặc điểm cơ bản sau:
– Học sinh phát triển quá trình tư duy liên quan đến việc khám phá, tìm hiểu thông qua quá trình quan sát, phân loại, đánh giá, tiên đoán, mô tả và suy luận.
– GV sử dụng phương pháp dạy học đặc trưng hỗ trợ quá trình khám phá và tìm hiểu của học sinh.
– Giáo trình giảng dạy hay sách không phải là nguồn thông tin kiến thức duy nhất cho học sinh.
– Kết luận sau khi khám phá được đưa ra với mục đích thảo luận chứ không phải khẳng định cuối cùng.
– Học sinh phải lập kế hoạch tiến hành và đánh giá tiến trình học của mình dưới sự hỗ trợ của GV.
1.1.3. Các bước dạy học khám phá
Qua tham khảo Roger Bybee và các cộng sự, tác giả Nguyễn Ngọc Giang có những chỉnh sửa bổ sung đưa ra quy trình dạy học khám phá gồm 5 bước, gọi là quy trình 5E (Engage: Tạo chú ý; Explore: Khảo sát; Explain: Giải thích; Elaborate: Phát biểu; Evaluation: Đánh giá).