Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học s phạm hà nội *** Trần ngọc huy Xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức nhằm phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học hoá học hữu cơ lớp 11 nâng cao Luận án tiến sĩ giáo dục học Hà nội - 2014 Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học s phạm hà nội *** Trần ngọc huy Xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức nhằm phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học hoá học hữu cơ lớp 11 nâng cao Chuyên ngành : Lý luận và phơng pháp dạy học bộ môn Hoá học Mã số : 62.14.01.11 Luận án tiến sĩ giáo dục học Ngời hớng dẫn khoa học 1. PGS.TS Đặng Thị Oanh 2. GS.TS Nguyễn Hữu đĩnh Hà nội - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng có ai công bố trong bất kì một công trình nào khác. TÁC GIẢ LUẬN ÁN Trần Ngọc Huy BẢNG KÍ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT BT Bài tập BTNT Bài toán nhận thức BTHH Bài tập hóa học CTCT Công thức cấu tạo CTPT Công thức phân tử CTĐGN Công thức đơn giản nhất DD Dung dịch DH Dạy học ĐC Đối chứng GDPT Giáo dục phổ thông GV Giáo viên HHHC Hoá học hữu cơ HCHC Hợp chất hữu cơ HS Học sinh NC Nâng cao PƯHH Phản ứng hóa học PP Phương pháp PPĐTPH Phương pháp đàm thoại phát hiện PPDH Phương pháp dạy học PT Phương trình PTTQ Phương tiện trực quan SGK Sách giáo khoa SPC Sản phẩm chính SPP Sản phẩm phụ TBDH Thiết bị dạy học TN Thực nghiệm THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông TNSP Thực nghiệm sư phạm MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 2 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 3 5. Phạm vi nghiên cứu 3 6. Phương pháp nghiên cứu 3 7. Giả thuyết khoa học 3 8. Đóng góp mới của luận án 4 9. Cấu trúc của luận án 4 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA BÀI TOÁN NHẬN THỨC VÀ VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1 LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5 1.2. THUYẾT NHẬN THỨC – CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA BTNT 7 1.2.1 Cơ sở tâm lý học của lý thuyết nhận thức 7 1.2.2 Cơ sở triết học của lý thuyết nhận thức 8 1.2.2.1 Những khái niệm cơ sở 8 1.2.2.2 Bản chất của nhận thức theo chủ nghĩa duy vật biện chứng 10 1.2.2.3 Con đường biện chứng sự nhậ n thức 10 1.3. ĐỔI MỚI PPDH THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH 11 1.3.1 Khái niệm về năng lực 12 1.3.2 Năng lực chung và năng lực chuyên biệt của HS 12 1.3.2.1 Năng lực chung 13 1.3.2.2 Năng lực chuyên biệt 14 1.3.3 Một số đặc điểm của năng lực 14 1.3.4 Một số năng lực cần tập trung phát triển cho HS THPT 16 1.3.4.1 Phát triển năng lực phát hiện giải quyết v ấn đề cho HS 16 1.3.4.2 Phát triển năng lực sáng tạo cho HS 16 1.4 MỘT SỐ PPDH TÍCH CỰC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH 17 1.4.1 Phương pháp đàm thoại phát hiện 17 1.4.2 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 20 1.4.3 Phương tiện trực quan trong dạy học hóa học 26 1.4.4 Bài tập hoá học trong dạy học 30 1.5. BÀI TOÁN NHẬN THỨC 33 1.5.1 Bài tập, bài toán và bài toán nhận thức 33 1.5.1.1 Khái niệm bài tập 33 1.5.1.2 Khái niệm bài toán 33 1.5.1.3 Khái niệm bài toán nhận thức trong dạy học 34 1.5.2 Mối quan hệ giữa bài tập, bài toán và bài toán nhận thức 36 1.5.3 Bài toán nhận thức và vấn đề phát triển năng lực HS 40 1.5.3.1 Sử dụng BTNT để phát triển năng lực phát hiện giải quyết vấn đề cho HS 42 1.5.3.2 BTNT và vấn đề phát triển năng lực sáng tạo 43 1.6 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG BÀI TOÁN NHẬN THỨC TRONG TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Ở VIỆT NAM 45 1.6.1 Lập kế hoạch đi ều tra 45 1.6.1.1 Mục đích của việc điều tra 45 1.6.1.2 Nội dung điều tra 45 1.6.1.3 Địa bàn điều tra 45 1.6.1.4 Đối tượng điều tra 46 1.6.1.5 Phương pháp điều tra, thời gian điều tra 46 1.6.2 Tiến hành và kết quả điều tra 46 1.6.2.1 Hai giai đoạn điều tra 46 1.6.2.2 Phân tích kết quả điều tra 49 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 50 CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TOÁN NHẬN THỨC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ, NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC HỮU CƠ LỚP 11 – NÂNG CAO 2.1. PHÂN TÍCH NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH HOÁ HỌC HỮU CƠ LỚP 9 VÀ 11 51 2.2 XÂY DỰNG BÀI TOÁN NHẬN THỨC TRONG DẠY HỌC PHẦN HOÁ HỌC HỮU CƠ LỚP 11 – NÂNG CAO 52 2.2.1 Cơ sở khoa học của việc xây dựng BTNT phần hóa học hữu cơ 52 2.2.2 Nguyên tắc xây dựng, quy trình xây dựng và tiêu chí đánh giá BTNT 53 2.2.2.1 Nguyên tắc xây dựng BTNT 53 2.2.2.2 Quy trình xây dựng BTNT 55 2.2.2.3 Tiêu chí đánh giá BTNT 56 2.2.3 Xây dựng các dạng BTNT phần hóa học hữu cơ lớp 11 - NC 56 2.2.3.1 Xây dựng theo tính chất bài toán 56 2.2.3.2 Xây dựng theo m ức độ nhận thức 65 2.2.3.3 Xây dựng một số BTNT có nội dung liên quan đến thực hành thí nghiệm và vận dụng kiến thức hoá học vào thực tiễn 71 2.2.4 Hệ thống BTNT phần hoá học hữu cơ lớp 11 – NC 71 2.2.4.1 Xây dựng một số BTNT dạng định tính 74 2.2.4.2 Một số BTNT dạng định lượng 84 2.3 SỬ DỤNG BÀI TOÁN NHẬN THỨC TRONG DẠY HỌC HOÁ HỌC 89 2.3.1 Sử dụng BTNT để phát triển mộ t số năng lực của học sinh THPT 89 2.3.1.1 Nguyên tắc và yêu cầu khi sử dụng hệ thống BTNT để phát triển năng lực 89 2.3.1.2 Quy trình sử dụng hệ thống BTNT để phát triển năng lực của HS… 92 2.3.2 Sử dụng BTNT để phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cho HS 93 2.3.3 Sử dụng BTNT để phát triển năng lực sáng tạo cho HS 97 2.3.4 Sử dụng BTNT theo mục đích dạy h ọc 102 2.3.4.1 Sử dụng BTNT trong dạng bài nghiên cứu bài học mới 103 2.3.4.2 Sử dụng BTNT trong dạng bài hoàn thiện kiến thức, kĩ năng (ôn tập, củng cố, nâng cao, thực hành, ) 109 2.3.5 Sử dụng BTNT có nội dung liên quan đến thực hành thí nghiệm và …. 112 2.3.5.1 Đặc điểm 112 2.3.5.2 Một số ví dụ minh hoạ 113 2.4 THIẾT KẾ MỘT SỐ GIÁO ÁN CÓ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TOÁN NHẬN THỨC TRONG DẠY HỌ C PHẦN HÓA HỌC HỮU CƠ LỚP 11 – NÂNG CAO 117 TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 117 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. MỤC ĐÍCH CỦA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 118 3.2. NHIỆM VỤ CỦA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.2.1. Xác định địa bàn, quy mô, cách thức TNSP 118 3.2.2 Thiết kế các giáo án 119 3.2.3 Thiết kế thang đo và công cụ đo 120 3.2.4 Tiến hành TNSP, thu thập dữ liệu TNSP 120 3.2.5 Phân tích dữ liệu TNSP và rút ra kết luận 120 3.3 NỘI DUNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 121 3.4 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 121 3.4.1. Thự c nghiệm sư phạm thăm dò 121 3.4.2. Thực nghiệm sư phạm lần 1 124 3.4.3 Thực nghiệm sư phạm lần 2 126 3.5. XỬ LÝ, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 128 3.5.1. Phân tích dữ liệu thực nghiệm đánh giá về kiến thức 128 3.5.1.1 Phân tích dữ liệu TNSP thăm dò tại trường THPT Xuân Đỉnh 130 3.5.1.2 Phân tích dữ liệu TNSP lần 1 131 3.5.1.3 Phân tích dữ liệu TNSP lần 2 133 3.5.1.4 Tổng hợp kế t quả TNSP 136 3.5.2 Phân tích dữ liệu đánh giá năng lực 140 3.5.2.1 Mô tả dữ liệu 140 3.5.2.2 Dữ liệu đánh giá năng lực HS 141 2.5.2.3 Phân tích dữ liệu đánh giá năng lực 142 TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 148 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 149 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG Bảng Nội dung Trang 1.1 Phân biệt bài toán với bài toán nhận thức và bài tập 36 1.2 Phân biệt bài toán với bài toán nhận thức và bài tập thông qua ví dụ cụ thể 37 1.3 Kết quả điều tra một số PPDH ở trường THPT 47 3.1 Danh sách các trường THPT, GV TNSP và các lần TNSP. 119 3.2 Tổng hợp kết quả TNSP trường THPT Xuân Đỉnh – Hà Nội 122 3.3 Tổng hợp kết quả TNSP tại trường THPT C Thanh Liêm – Nam Định 124 3.4 Tổng hợp kết quả TNSP tại trường THPT Kim Sơn B – Ninh Bình 125 3.5 Tổng hợp kết quả TNSP tại trường THPT Thái Hòa – Nghệ An 125 3.6 Tổng hợp kết quả TNSP tại trường THPT Lê Chân –Quảng Ninh 125 3.7 Tổng hợp kết quả TNSP tại trường THPT Kim Sơn A– Ninh Bình 127 3.8 Tổng hợp kết quả TNSP tại trường THPT Trần Hưng Đạo– Ninh Bình 127 3.9 Tổng hợp kết quả TNSP tại trường THPT Nguyễn Tất Thành – HN 127 3.10 Tổng hợp kết quả TNSP tại trường THPT Kim Sơn A – Ninh Bình 127 3.11 Tổng hợp kết quả TNSP tại trường THPT Trần Hưng Đạo – Ninh Bình 128 3.12 Tổng hợp kết quả TNSP tại trường THPT Nguyễn Tất Thành – HN. 128 3.13 Tổng hợp kết quả TNSP trường THPT Xuân Đỉnh – Hà Nội 130 3.14 Tỉ lệ phân loại kết quả kiểm tra tại trường THPT Xuân Đỉnh – Hà Nội 130 3.15 Phần trăm số HS đạt điểm X i trở xuống tại trường THPT Xuân Đỉnh– HN 130 3.16 Bảng thống kê các tham số đặc trưng 130 3.17 Tổng hợp phân loại kết quả HS 131 3.18 Tổng hợp % số HS đạt điểm X i trở xuống của các lớp TN và các lớp ĐC 131 3.19 Tổng hợp các tham số đặc trưng 132 3.20 Tổng hợp phân loại kết quả HS 133 3.21 Tổng hợp % số HS đạt điểm X i trở xuống của các lớp TN và các lớp ĐC. 133 3.22 Tổng hợp các tham số đặc trưng 133 3.23 Tổng hợp phân loại kết quả HS 134 3.24 Tổng hợp % số HS đạt điểm X i trở xuống của các lớp TN và các lớp ĐC. 135 3.25 Tổng hợp các tham số đặc trưng 135 3.26 Tổng hợp phân loại kết quả bài kiểm tra 136 3.27 Tổng hợp % số HS đạt điểm X i trở xuống của các lớp TN và các lớp ĐC 137 3.28 Tổng hợp các tham số đặc trưng 138 3.29 Tổng hợp kết quả bảng kiểm quan sát biểu hiện năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề của HS 141 3.30 Tổng hợp kết quả bảng kiểm quan sát biểu hiện năng lực sáng tạo của HS 142 3.31 Bảng tổng hợp kết quả điểm quan sát năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề theo phương pháp chia đôi dữ liệu 143 3.32 Bảng tổng hợp kết quả điểm quan sát năng lực sáng tạo theo phương pháp chia đôi dữ liệu 143 3.33 Tổng hợp kết quả TNSP theo phiếu tự đánh giá của HS 146 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ Hình Nội dung Trang 3.1 Đồ thị cột và đường lũy tích biểu diễn kết quả kiểm tra lớp 11 tại trường THPT Xuân Đỉnh – Hà Nội 131 3.2 Đường lũy tích biểu diễn phần trăm số HS đạt điểm X i trở xuống của các lớp TN và ĐC 131 3.3 Đồ thị cột biểu diễn tỉ lệ phân loại kết quả kiểm tra của các lớp TN và ĐC 132 3.4 Đường lũy tích biểu diễn phần trăm số HS đạt điểm X i trở xuống của các lớp TN và ĐC 132 3.5 Đồ thị cột biểu diễn tỉ lệ phân loại kết quả kiểm tra của các lớp TN và ĐC 134 3.6 Đường lũy tích biểu diễn phần trăm số HS đạt điểm X i trở xuống của các lớp TN và ĐC 134 3.7 Đồ thị cột biểu diễn tỉ lệ phân loại kết quả kiểm tra của các lớp TN và ĐC 135 3.8 Đường lũy tích biểu diễn phần trăm số HS đạt điểm X i trở xuống của các lớp TN và ĐC. 135 3.9 Đồ thị cột biểu diễn tỉ lệ phân loại kết quả kiểm tra của các lớp TN và ĐC 137 3.10 Đường lũy tích biểu diễn phần trăm số HS đạt điểm X i trở xuống của các lớp TN và ĐC 137 3.11 Biểu đồ biểu diễn kết quả TNSP theo bảng kiểm quan sát năng lực sáng tạo. 145 1.12 Biểu đồ kết quả TNSP theo bảng kiểm quan sát năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề. 145 [...]... nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông Do đó chúng tôi chọn đề tài "Xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức nhằm phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao" 2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức để dạy học phần hóa học hữu cơ lớp 11 theo chương trình nâng cao nhằm phát triển năng lực. .. cứu triển khai đề tài trong thực tiễn dạy học ở trường THPT để phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo cho HS 9 Cấu trúc của luận án Ngoài phần mở đầu, luận án gồm 3 chương : Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của bài toán nhận thức và vấn đề phát triển năng lực học sinh ở trường phổ thông Chương 2 Xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức nhằm phát triển năng lực phát hiện. .. 11 nâng cao – Đề xuất nguyên tắc sử dụng hệ thống BTNT trong dạy học và quy trình sử dụng hệ thống BTNT trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề để phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo cho HS khi nghiên cứu tài liệu mới, hoàn thiện kiến thức, kĩ năng, trong thực hành, thực nghiệm – Xây dựng một số giáo án bài dạy có sử dụng BTNT phần hoá học hữu cơ lớp 11 nâng cao. .. cứu trong dạy học 26 g) Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề – Ưu điểm Dạy học phát hiện và giải quyết vấn giúp phát huy tính chủ động, tích cực, sáng tạo của học sinh, phát triển năng lực nhận thức, năng lực tư duy sáng tạo và đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Kết quả của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề : Tri thức mới mà HS tự thu nhận được sẽ... thông giúp HS đạt được ngoài các năng lực chung còn có các năng lực chuyên biệt về môn hóa học sau : + Năng lực sử dụng ngôn ngữ hoá học + Năng lực thực hành hoá học + Năng lực tính toán + 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 + Năng lực sáng tạo 1.3.3 Một số đặc điểm của năng lực [6], [7] – Năng lực là sự đề cập tới xu thế đạt... mới về dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề của Bernd Meier, Nguyễn Cường khẳng định, dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là quan điểm dạy học nhằm phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cho HS [19] Một số vấn đề xây dựng chương trình giáo dục phổ thông sau năm 2015 [37] Các tác giả đã đi sâu nghiên cứu về năng lực, phân loại năng lực và PPDH để phát triển năng lực HS Sử dụng dạy học. .. phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo cho HS, góp phần đổi mới phương pháp dạy và học hóa học ở trường THPT 3 Nhiệm vụ nghiên cứu – Nghiên cứu cơ sở lí luận về BTNT, vấn đề phát triển năng lực cho HS, dạy học phát triển năng lực cho HS THPT – Nghiên cứu thực trạng của việc sử dụng BTNT trong dạy học hóa học ở trường THPT – Nghiên cứu nội dung kiến thức phần hoá học hữu cơ lớp 11 nâng cao. .. Một số năng lực cần tập trung phát triển cho học sinh trung học phổ thông 1.3.4.1 Phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cho học sinh a) Khái niệm Sau khi tổng quan tài liệu nghiên cứu về năng lực, chúng tôi cho rằng Năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề là khả năng chủ thể vận dụng tổng hợp những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú, để phát hiện vấn đề cần nhận thức, ... quá trình sáng tạo có thể xem trùng với quá trình giải quyết vấn đề, giải quyết vấn đề chính là sáng tạo Theo Hồ Bá Thâm Năng lực sáng tạo là năng lực tạo ra cái mới về chất hợp quy luật” Sau khi tổng hợp những quan điểm về sáng tạo, năng lực sáng tạo và tập trung nghiên cứu sâu về năng lực, chúng tôi cho rằng Năng lực sáng tạo của HS là năng lực tìm ra và giải quyết vấn đề mới để tạo ra tri thức mới”... nhận thức nhằm phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua phần Hoá học hữu cơ lớp 11 nâng cao Chương 3 Thực nghiệm sư phạm Kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo và phần phụ lục 5 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA BÀI TOÁN NHẬN THỨC VÀ VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1 LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU – Trên thế giới : Khoảng . phổ thông. Chương 2. Xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức nhằm phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua phần Hoá học hữu cơ lớp 11 nâng cao. . huy Xây dựng và sử dụng bài toán nhận thức nhằm phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học hoá học hữu cơ lớp 11 nâng cao Chuyên. NĂNG LỰC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ, NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC HỮU CƠ LỚP 11 – NÂNG CAO 2.1. PHÂN TÍCH NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH HOÁ HỌC HỮU CƠ LỚP 9 VÀ 11 51