Xây dựng và tổ chức dạy học theo chủ đề môn Hóa học ở trường trung học

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE DOI: 10.18173/2354-1075.2015-0052 Educational Sci., 2015, Vol. 60, No. 6, pp. 57-65 This paper is available online at XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ MÔN HÓA HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC Đoàn Cảnh Giang Vụ Giáo dục Trung học, Bộ Giáo dục và Đào tạo Tóm tắt. Việc lựa chọn và xây dựng các chủ đề dạy học có vai trò hết sức quan trọng trong việc đổi mới phương pháp và hình thức tổ chức dạy học, góp phần hình thành năng lực và phẩm chất của học sinh (HS). Bài báo trình bày tóm tắt cơ sở lí luận về nguyên tắc, cách xây dựng và tổ chức dạy học theo chủ đề ở trường trung học, phù hợp với việc sử dụng phương pháp dạy học tích cực trong điều kiện thực tế của nhà trường, nhằm hình thành và phát triển năng lực cho học sinh. Từ khóa: Xây dựng và tổ chức dạy học theo chủ đề. 1. Mở đầu Học tập tích hợp có ưu điểm là cho phép học sinh sử dụng thời gian để vừa học kiến thức, vừa học kĩ năng. Để làm được điều này, điều quan trọng là phải có được môn phương pháp dạy học mới, làm sao tận dụng được tối ưu thời gian nhưng không làm nặng thêm nội dung dạy học. Dạy-học dựa trên các phương pháp học chủ động (active learning) và trải nghiệm (experiential learning) là một giải pháp cho vấn đề trên. Có nhiều phương pháp dạy học giúp học sinh học chủ động và trải nghiệm như phương pháp bàn tay nặn bột, phương pháp dạy học dự án, phương pháp dạy học hợp đồng, phương pháp dạy học theo góc [1-4]... Việc dạy học đang được thực hiện theo từng bài/tiết trong sách giáo khoa (SGK) như hiện nay rất khó khăn cho việc đổi mới phương pháp và hình thức tổ chức dạy học. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất cách xây dựng và tổ chức dạy học theo chủ đề, đảm bảo phù hợp với logic nội dung chương trình và việc sử dụng các phương pháp dạy học tích cực, nhằm đạt kết quả cao trong quá trình dạy học cũng như việc hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất HS. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Cơ sở lí luận - Cơ sở pháp lí: Để các trường trung học tự chủ trong việc xây dựng các chủ đề dạy học, nhằm đổi mới phương pháp dạy học, kiểm tra, đánh giá, Bộ Giáo dục và Đào tạo (GDĐT) đã có các văn bản chỉ đạo sau [8]: + Công văn số 3535 /BGDĐT-GDTrH ngày 27/3/2013 của Bộ GDĐT về Hướng dẫn triển khai thực hiện phương pháp “Bàn tay nặn bột” và các phương pháp dạy học tích cực khác; + Hướng dẫn số 791/HD-BGDĐT ngày 25/06/2013 của Bộ GDĐT về Hướng dẫn thực hiện thí điểm Kế hoạch giáo dục nhà trường phổ thông; Ngày nhận bài: 15/3/2015. Ngày nhận đăng: 25/5/2015. Liên hệ: Đoàn Cảnh Giang, e-mail: dcgiang@moet.edu.vn. 57 Đoàn Cảnh Giang + Công văn số 5555 /BGDĐT-GDTrH ngày 08/10/2014 của Bộ GDĐT về Hướng dẫn sinh hoạt chuyên môn về đổi mới phương pháp dạy học và kiểm tra, đánh giá; tổ chức và quản lí các hoạt động chuyên môn của trường trung học/trung tâm giáo dục thường xuyên qua mạng... - Cơ sở thực tiễn Chủ đề dạy học là một đơn vị kiến thức tương đối trọn vẹn mà sau khi học chủ đề người học có thể vận dụng kiến thức của chủ đề để giải quyết một số vấn đề thực tiễn có liên quan. Bản chất của quá trình dạy học tích cực là tổ chức các hoạt động học tập cho HS. Giáo viên (GV) thiết kế bài học thành các chuỗi hoạt động cho HS, trong mỗi hoạt động GV sử dụng các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực nhằm giúp HS chủ động lĩnh hội tri thức. Với cách bố trí riêng thành từng bài/tiết trong chương trình và SGK hiện nay rất khó cho việc thiết kế bài học thành các chuỗi hoạt động cho HS, trong đó có những hoạt động HS có thể thực hiện ở trên lớp, có những hoạt động HS có thể thực hiện ở nhà... Vì vậy, thay cho việc dạy học đang được thực hiện theo từng bài/tiết trong SGK như hiện nay, GV cần căn cứ vào chương trình và sách giáo khoa hiện hành, cùng với tổ/nhóm chuyên môn lựa chọn các nội dung thích hợp để xây dựng các chủ đề dạy học phù hợp với việc sử dụng các phương pháp, kĩ thuật dạy học tích cực và điều kiện thực tế của nhà trường. Trên cơ sở rà soát chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ theo chương trình hiện hành và các hoạt động học dự kiến sẽ tổ chức cho HS theo phương pháp dạy học tích cực, xác định các năng lực và phẩm chất có thể hình thành cho HS trong mỗi chuyên đề đã xây dựng. 2.2. Nguyên tắc xây dựng chủ đề dạy học Vì mỗi chủ đề dạy học là một đơn vị kiến thức tương đối trọn vẹn mà sau khi học chủ đề người học có thể vận dụng kiến thức của chủ đề để giải quyết một số vấn đề thực tiễn có liên quan, nên khi xây dựng chủ đề dạy học GV cần căn cứ vào các nguyên tắc sau đây: 1. Căn cứ vào những đặc trưng của các phương pháp dạy học tích cực, khi xây dựng các chủ đề dạy học ta cần căn cứ vào một phương pháp dạy học tích cực cụ thể được lựa chọn để hình dung chuỗi hoạt động học sẽ tổ chức cho học sinh thực hiện, bao gồm: Hoạt động tạo tình huống học tập; Hoạt động tìm tòi, khám phá, lĩnh hội được kiến thức mới; Hoạt động vận dụng các kiến thức, kĩ năng được lĩnh hội để phát hiện và giải quyết các tình huống/vấn đề thực tiễn. 2. Căn cứ vào nội dung chương trình và SGK hiện hành, GV cần xác định các nội dung kiến thức liên quan với nhau được thể hiện ở một số bài/tiết hiện hành, từ đó xây dựng thành một vấn đề chung để tạo thành một chủ đề dạy học đơn môn. Trường hợp có những nội dung kiến thức liên quan đến nhiều môn học cần báo với lãnh đạo nhà trường để lãnh đạo nhà trường giao cho các tổ chuyên môn liên quan cùng nhau thống nhất xây dựng các chủ đề tích hợp, liên môn. Một chủ đề dạy học có thể gồm một số bài trong chương trình SGK hiện hành có liên quan khá chặt chẽ về nội dung kiến thức với nhau như chủ đề “Nhóm halogen” nên chia làm hai nội dung chính là: Các đơn chất halogen và hợp chất của các halogen, thay vì dạy riêng từng nguyên tố như SGK hiện hành. Nói chung các dạng bài về hóa học nguyên tố nên thiết kế thành chủ đề chung cho nhóm nguyên tố đó, trong đó chia làm hai nội dung chính là đơn chất và hợp chất của các nguyên tố; phần hóa học hữu cơ nên thiết kế các chủ đề theo đặc điểm nhóm chức. Ví dụ: chủ đề hiđrocacbon no; chủ đề hiđrocacbon không no; chủ đề hiđrocacbon thơm; chủ đề ancol, phenol. . . Một chủ đề dạy học cũng có thể là một bài trong chương trình SGK hiện hành nếu như nó tương đối độc lập như chủ đề “Axit cacboxylic”. . . 2.3. Quy trình xây dựng chủ đề dạy học 1. Xác định tên, nội dung chủ đề Tên chủ đề cần xác định sao cho bao quát được toàn bộ các nội dung chủ yếu của chủ đề; 58 Xây dựng và tổ chức dạy học theo chủ đề môn Hóa học ở trường trung học các nội dung trong chủ đề cần đảm bảo tính logic về mặt nội dung chương trình, tránh ghép các nội dung trong một chủ đề một cách khiên cưỡng. 2. Xác định thời lượng dạy cho chủ đề: Thời lượng dạy một chủ đề nên bố trí vừa phải (khoảng 3-4 tiết là tốt nhất), tránh ít thời gian quá, như nếu chỉ có 1 tiết (45’) thì sẽ rất khó cho việc tổ chức chuỗi các hoạt động tích cực cho HS; cũng tránh nhiều thời gian quá có thể gây tâm lí mệt mỏi cho HS. 3. Tổ chức dạy học chủ đề: GV cần tổ chức thành chuỗi các hoạt động học tập một cách logic, nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS. 4. Kiểm tra, đánh giá: Cần kết hợp nhiều phương pháp, hình thức kiểm tra, đánh giá: Đánh giá trên lớp, đánh giá quá trình, đánh giá kết quả, HS tự đánh giá...; các câu hỏi, bài tập kiểm tra, đánh giá cần tăng cường mức độ vận dụng thực tiễn, gắn với thực hành, thí nghiệm... 2.4. Ví dụ minh hoạ về xây dựng chủ đề dạy học Chủ đề AXIT CACBOXYLIC (Chương trình Hóa học lớp 11- Cơ bản) 1. Nội dung chủ đề Axit cacboxylic: Khái niệm, phân loại, danh pháp; đặc điểm cấu tạo; tính chất; ứng dụng và điều chế. Ở đây tên chủ đề tuy giống như tên bài trong SGK hiện hành nhưng đã được thiết kế thành chuỗi các hoạt động cho HS theo phương pháp dạy học tích cực, phù hợp với mục tiêu phát triển các năng lực mà chủ đề hướng tới. GV chỉ là người tổ chức, định hướng còn HS là người trực tiếp thực hiện các nhiệm vụ do GV giao một cách tích cực, chủ động, sáng tạo. 2. Thời lượng thực hiện chủ đề: 03 tiết 3. Tổ chức dạy học chủ đề a. Mục tiêu: Kiến thức - Nêu được: + Định nghĩa, phân loại, danh pháp của axit cacboxylic. + Đặc điểm cấu tạo phân tử của axit cacboxylic. - Giải thích được: + Tính chất vật lí : Trạng thái, nhiệt độ sôi, tính tan; liên kết hiđro. + Tính chất hoá học của axit cacboxylic: Tính axit yếu (phân li thuận nghịch trong dung dịch, tác dụng với bazơ, oxit bazơ, muối của axit yếu hơn, kim loại hoạt động mạnh), tác dụng với ancol tạo thành este. - Nêu được khái niệm phản ứng este hoá; phương pháp điều chế, ứng dụng của axit cacboxylic. Kĩ năng + Quan sát thí nghiệm, mô hình, rút ra được nhận xét về cấu tạo và tính chất của axit cacboxylic. + Dự đoán được tính chất hoá học tính chất hoá học của axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở; kiểm tra dự đoán và kết luận. + Viết các phương trình hoá học minh hoạ tính chất hoá học của axit cacboxylic. + Phân biệt được axit cacboxylic với ancol, phenol bằng phương pháp hoá học. + Tính được khối lượng hoặc nồng độ dung dịch axit cacboxylic trong phản ứng. Thái độ + Say mê, hứng thú học tập, yêu khoa học; 59 Đoàn Cảnh Giang + Sử dụng hiệu quả và tiết kiệm hóa chất, thiết bị thí nghiệm; + Ứng dụng axit cacboxylic vào mục đích phục vụ đời sống con người. - Định hướng các năng lực được hình thành: + Năng lực hợp tác; + Năng lực sử dụng ngôn ngữ hoá họ c; + Năng lực thực hành hoá học; + Năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề thông qua môn hoá học; + Năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào cuộc sống. b. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh Chuẩn bị của GV: - Dụng cụ thí nghiệm: ống nghiệm, kẹp ống nghiệm, đèn cồn, giá thí nghiệm, bình cầu đáy tròn, ống sinh hàn, bộ dụng cụ đo khả năng dẫn điện. - Hóa chất: CH3COOH, NaOH, ZnO, CaCO3, Mg, C2H5OH, giấy quỳ tím, nước cất. Chuẩn bị của HS: - Ôn lại các bài đã học có liên quan: axit axetic (lớp 9), ankan (phần ứng dụng), ancol, anđehit (lớp 11) - Hoàn thành phiếu học tập số 1 (GV chuẩn bị sẵn phiếu học tập số 1 như ở phía dưới và phát cho HS) c. Phương pháp dạy học chủ yếu: Phương pháp sử dụng thí nghiệm kiểm chứng; phương pháp dạy học hợp tác theo nhóm. 4. Thiết kế các tiến trình dạy học chuyên đề: GV cần thiết kế chủ đề thành chuỗi các hoạt động học của HS, trong đó thể hiện được các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực đã lực chọn, đồng thời góp phần hình thành các năng lực cho HS mà trong phần mục tiêu chủ đề đã xác định. Ví dụ: để hình thành năng lực hợp tác cần tổ chức cho HS hoạt động nhóm; để phát triển năng lực thực hành hóa học cần cho HS làm thí nghiệm như phương pháp sử dụng thí nghiệm kiểm chứng đã nêu ở trên; cần tăng cường khả năng phán đoán, suy luận của HS... Dưới đây là gợi ý cách tổ chức các hoạt động học tập cho HS: HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP 1 (15 phút): Nhằm huy động kiến thức, kinh nghiệm đã có của HS (GV có thể tham khảo phiếu học tập số 1sau và cho HS chuẩn bị trước ở nhà) PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 1. Viết công thức phân tử, công thức cấu tạo khai triển và công thức cấu tạo thu gọn của axit axetic. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 2. Viết công thức phân tử và công thức cấu tạo thu gọn chung cho các chất thuộc dãy đồng đẳng của axit axetic. Nhận xét? (Có chứa nhóm chức nào? Đơn chức hay đa chức? No hay không no? Mạch hở hay mạch vòng?). ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 3. Nêu các tính chất hóa học của axit axetic? Viết các phương trình hóa học minh họa. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... - Hoạt động nhóm (5’) 60 Xây dựng và tổ chức dạy học theo chủ đề môn Hóa học ở trường trung học Hãy chia sẻ với các bạn trong nhóm về phiếu học tập số 1mà em đã chuẩn bị trước ở nhà. - Hoạt động cả lớp (10’) GV yêu cầu các nhóm báo cáo và nhận xét lẫn nhau về kết quả quá trình làm việc nhóm trong HĐ học tập 1, sau đó GV nhận xét và đánh giá chung (trong quá trình HS làm việc nhóm GV có thể kiểm tra các phiếu học tập cá nhân của từng HS để đánh giá việc chuẩn bị bài của HS). HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP 2 (25 phút): Tìm hiểu về khái niệm, phân loại, danh pháp của axit cacboxylic - Hoạt động cá nhân (10’) GV yêu cầu HS nghiên cứu sách giáo khoa và cho biết: + Khái niệm chung về axit cacboxylic; + Phân loại axit cacboxylic; + Khái niệm về axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở; + Công thức cấu tạo thu gọn và công thức phân tử chung của axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở; viết được công thức cấu tạo của các axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở, có số nguyên tử C ≤ 4. + Danh pháp axit cacboxylic. - Hoạt động nhóm (khoảng 8-10’) GV đề nghị HS trao đổi với các bạn trong nhóm về quá trình làm việc cá nhân của mình, nhóm trưởng thống nhất ý kiến của nhóm. - Hoạt động cả lớp (khoảng 5-7’) GV yêu cầu các nhóm báo cáo, nhận xét kết quả quá trình làm việc nhóm trong HĐ học tập 2, đồng thời GV sửa chữa, bổ sung, chốt kiến thức (nếu cần). HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP 3 (15 phút): Nghiên cứu cấu tạo, dự đoán tính chất của axit cacboxylic GV cho HS hoạt động nhóm để hoàn thành phiếu học tập (có thể tham khảo phiếu học tập sau đây): PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 1. Nghiên cứu cấu tạo của nhóm chức -COOH: - Cho biết đặc điểm của liên kết O-H trong nhóm –COOH và so sánh sự phân cực của liên kết O-H trong nhóm –COOH của axit cacboxylic với sự phân cực của liên kết O-H trong ancol và phenol. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... - Nêu đặc điểm của liên kết C=O và liên kết C-OH trong nhóm –COOH? ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 61 Đoàn Cảnh Giang - Giữa các phân tử axit cacboxylic có khả năng tạo liên kết hiđro với nhau hay không? Tại sao? ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... - So sánh độ bền của liên kết hiđro giữa các phân tử axit với độ bền của liên kết hiđro giữa các phân tử nước và độ bền của liên kết hiđro giữa các phân tử ancol. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 2. Dự đoán tính chất vật lí (trạng thái, nhiệt độ sôi, khả năng tan trong nước) của axit cacboxylic ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 3. Dự đoán tính chất hóa học chung của axit cacboxylic ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP 4 (30 phút): Làm thí nghiệm kiểm chứng - GV chia lớp thành các nhóm để làm các TN kiểm chứng các tính chất vật lí và tính chất hóa học của axit caboxylic mà HS vừa dự đoán (HS tự đề xuất cách làm TN): + Khả năng tan trong nước của axit cacboxylic; + Khả năng dẫn điện; + Khả năng đổi màu chất chỉ thị (quỳ tím); + Tác dụng với bazơ, oxit bazơ; + Tác dụng với kim loại đứng trước hiđro trong dãy hoạt động hóa học. + Tác dụng với muối của các axit yếu hơn + Tác dụng với ancol (phản ứng este hóa) * Lưu ý: Do TN phản ứng este hóa mất nhiều thời gian hơn các TN khác, vì vậy GV nên hướng dẫn HS làm TN này trước. - Hoạt động chung cả lớp: GV yêu cầu các nhóm báo cáo kết quả thí nghiệm; từ đó các nhóm nêu tính chất vật lí, tính chất hóa học chung của axit cacboxylic; GV cho các nhóm nhận xét lẫn nhau và chốt kiến thức. HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP 5: Điều chế, ứng dụng của axit cacboxylic (10’) Hoạt động nhóm: Trên cơ sở HS đã chuẩn bị trước ở nhà, GV cho HS thảo luận nhóm và báo cáo kết quả thảo luận về cách điều chế và ứng dụng của axit cacboxylic (phần ứng dụng GV có thể cho các nhóm chuẩn bị thành sơ đồ trên giấy A0). HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP 6: Luyện tập (40’) GV cho HS làm các câu hỏi, bài tập để củng cố kiến thức và rèn kĩ năng cho HS, lưu ý các câu hỏi, bài tập mang tính vận dụng, gắn với thực tiễn, thực nghiệm, nhằm hình thành và phát triển năng lực của HS. (GV có thể sử dụng một số câu hỏi/bài tập trong phần kiểm tra đánh giá ở phía dưới để tổ chức cho HS luyện tập sao cho phù hợp với đối tượng HS) 62 Xây dựng và tổ chức dạy học theo chủ đề môn Hóa học ở trường trung học 2.5. Kiểm tra, đánh giá 1. Xây dựng bảng mô tả các mức độ nhận thức và câu hỏi/bài tập kiểm tra đánh giá Nội dung Loại câu hỏi/bài tập Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Vậndụng cao Axit Cacbo- xylic Câu hỏi/bài tập định tính Nêu được: + Định nghĩa, phân loại, danh pháp của axit cacboxylic. + Đặc điểm cấu tạo phân tử của axit cacboxylic. + Tính chất vật lí, tính chất hóa học chung của axit cacboxylic. + Các phương pháp điều chế; ứng dụng của axit cacboxylic. - Giải thích được một số tính chất vật lí, tính chất hóa học của axit cacboxylic; - So sánh và giải thích được nhiệt độ sôi của axit cacboxylic so với ancol có cùng số nguyên tử C. - Viết được công thức cấu tạo các đồng phân của một số axit cacboxylic tương tự các axit đã học. - Phân biệt được axit cacboxylic với các loại hợp chất hữu cơ khác bằng phương pháp hóa học. - Viết và giải thích được một số phản ứng hóa học của axit có một nối đôi, đơn chức (phản ứng cộng H2, cộng Br2, phản ứng trùng hợp); phản ứng thế vào vòng benzen của axit bezoic. - Đề xuất được một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu suất của phản ứng este hóa. Suy luận được một số phản ứng đối với một số axit có chức thêm nhóm chức –OH như phản ứng este hóa đóng vòng nội phân tử; một số phản ứng của axit salixylic. . . Bài tập định lượng - Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của axit cacboxylic ở mức độ đơn giản từ các dữ liệu đầu bài cho. - Tính nồng độ mol, nồng độ % của axit. - Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của axit cacboxylic; tính nồng độ mol, nồng độ % của axit (ở mức độ yêu cầu cao hơn). Các bài tập yêu cầu HS phải sử dụng các kiến thức, kĩ năng tổng hợp để giải quyết. 63 Đoàn Cảnh Giang Bài tập thực hành/ thí nghiệm