Thạc Sĩ Thiết kế hệ thống mô phỏng cơ chế phản ứng hóa hữu cơ ở trường Cao đẳng sư phạm nhằm nâng cao chất l

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Việc đổi mới phương pháp dạy học là một yêu cầu cấp thiết được đặt ra với
nền giáo dục nước ta hiện nay. Một trong những hướng đổi mới phương pháp dạy
học là kết hợp các phương pháp dạy học với các phương tiện kỹ thuật dạy học hiện
đại (phương tiện nghe nhìn, máy vi tính) nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình.
Các cơ chế phản ứng trong chương trình Hóa học hữu cơ ở trường Cao đẳng
Sư phạm thường khó tưởng tượng và khó ghi nhớ nên cần có sự cải tiến trong
phương pháp dạy học, có thể sử dụng một số phần mềm tin học để hỗ trợ như:
Microsoft Powerpoint, Macromedia Flash Đặc biệt phần mềm tin học
Macromedia Flash, có thể hỗ trợ đắc lực cho việc mô phỏng các cơ chế phản ứng
giúp cho việc học cơ chế phản ứng trở nên trực quan và dễ hiểu hơn.
Với mong muốn nâng cao chất lượng việc dạy và học Hóa hữu cơ ở trường
Cao đẳng Sư phạm chúng tôi đã chọn đề tài: “THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÔ PHỎNG
CƠ CHẾ PHẢN ỨNG HÓA HỮU CƠ Ở TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM
NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY VÀ HỌC.”
2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu
Việc sử dụng phần mềm Macromedia Flash để Xây dựng các đoạn phim hoạt
hình đã được thiết kế nhiều. Tuy nhiên việc sử dụng những ứng dụng này vào từng
bài giảng cụ thể đối với giáo viên là một việc rất khó khăn.
Một số khóa luận tốt nghiệp cử nhân Hóa học ở trường ĐHSP TP.HCM cũng
đã có nghiên cứu việc mô phỏng một số cơ chế phản ứng hóa hữu cơ nhưng chỉ
dừng ở mức độ đơn giản dùng trong trường phổ thông.
Ví dụ:
“Ứng dụng Macromedia Flash trong phương pháp dạy học phức hợp nhằm
nâng cao chất lượng dạy học một số bài lên lớp chương hidrocacbon thơm”, khóa luận tốt nghiệp của SV Vũ Anh Thơ, năm học 2004, mô phỏng cơ chế phản ứng
thuộc chương Hiđrocacbon thơm lớp 11, gồm các cơ chế của phản ứng halogen hóa,
nitro hóa, sunfo hóa.
“Ứng dụng Macromedia Flash trong phương pháp dạy học phức hợp nhằm
nâng cao chất lượng dạy học một số bài lên lớp chương hiđrocacbon no”, khóa luận
tốt nghiệp của SV Lê Minh Hồng Phương, năm học 2004, mô phỏng cơ chế phản
ứng thuộc các bài ankan lớp 11.
“Ứng dụng Macromedia Flash trong phương pháp dạy học phức hợp nhằm
nâng cao chất lượng dạy học một số bài lên lớp chương anken”, khóa luận tốt
nghiệp của SV Nguyễn Bích Duyên, năm học 2004, mô phỏng cơ chế phản ứng
thuộc chương anken lớp 11.
“ Ứng dụng phần mềm Macromedia Flash trong dạy học Hóa học ở trường
THPT”, khóa luận tốt nghiệp của SV Đinh Thị Xuân Thảo, năm học 2005, mô
phỏng cơ chế phản ứng thế clo vào metan và thế clo vào benzen. Hai cơ chế này
thuộc chương trình Hóa THPT lớp 11.
“Ứng dụng phần mềm Macromedia Flash vào việc thiết kế một số thí nghiệm
Hóa học trung học phổ thông”, khóa luận tốt nghiệp của SV Trần Thị Kim Trang,
năm học 2008, mô phỏng các cơ chế: phản ứng cộng brôm vào etilen, phản ứng
cộng HBr vào propilen, phản ứng cộng nước vào propilen (xúc tác axit), phản ứng
cộng đihiđroxyl hóa anken (AE), phản ứng cộng 1,2 và cộng 1,4 của đien liên hợp,
phản ứng cộng đóng vòng 1,4 của đien liên hợp. Các cơ chế phản ứng này thuộc
chương trình Hóa THPT lớp 11.
Năm 2005, học viên Phạm Ngọc Sơn đã bảo vệ luận văn tốt nghiệp cao học
tại ĐHSP Hà Nội với đề tài: “Ứng dụng CNTT Xây dựng một số đồ họa về cơ chế
phản ứng trong dạy học Hóa hữu cơ”. Đề tài này đã sử dụng phần mềm
Macromedia Flash mô phỏng các cơ chế phản ứng: SN1, SN2, SE1, SE2, SEi, E1, E2,
AE, AN, AR, cộng nucleophin AN(CO), thế nguyên tử O trong CO, thế X trong
RCOX, thế ở nhân thơm SE(Ar), cộng đóng vòng Đinxơ – Anđơ, crackinh xúc tác, sự chuyển hóa giữa các dạng cấu tạo của glucozơ trong dung dịch. Tổng cộng có 17
đồ họa. Nhưng các đồ họa này chỉ mô phỏng cơ chế dưới dạng sơ đồ phản ứng dạng
chữ, không mô phỏng dưới dạng mô hình 3D của phân tử. Mặt khác, các đồ họa này
được thiết kế khá đơn giản, không lôi cuốn cả về màu sắc, bố cục và hiệu ứng hoạt
hình.
3. Mục đích nghiên cứu đề tài
Sử dụng chủ yếu phần mềm tin học Macromedia Flash để minh họa cơ chế
của các phản ứng Hóa học trong chương trình Hóa hữu cơ hệ Cao đẳng Sư phạm
nhằm nâng cao hiệu quả dạy học.
4. Nhiệm vụ của đề tài
- Nghiên cứu tổng quan về phần mềm Macromedia Flash.
- Dùng Flash mô phỏng cơ chế các phản ứng Hóa hữu cơ chương trình Cao
đẳng Sư phạm.
- Thiết kế bài giảng Điện tử chương Dẫn xuất Halogen.
- Thực nghiệm xác định kết quả chất lượng một số bài lên lớp chương “Dẫn
xuất Halogen” trong giáo trình Hóa học hữu cơ 2 Cao đẳng Sư phạm.
5. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
5.1. Khách thể nghiên cứu
Quá trình dạy học ở trường Cao đẳng Sư phạm.
5.2. Đối tượng nghiên cứu
Việc thiết kế hệ thống mô phỏng các cơ chế phản ứng phần Hóa học hữu cơ
hệ Cao đẳng Sư phạm.
6. Phạm vi nghiên cứu
Các cơ chế phản ứng Hóa hữu cơ trong giáo trình Hóa học hữu cơ 1 và 2 hệ
Cao đẳng Sư phạm.
Một số bài lên lớp chương Dẫn xuất halogen giáo trình Hóa học hữu cơ 2 hệ
Cao đẳng Sư phạm. 7. Giả thuyết khoa học
Nếu các mô phỏng cơ chế hóa hữu cơ được thực hiện đảm bảo tính khoa học,
tính sư phạm, tính thẩm mỹ sẽ giúp sinh viên tiếp thu tốt và hiểu rõ cơ chế phản
ứng; qua đó nâng cao được chất lượng dạy học môn Hóa hữu cơ hệ Cao đẳng Sư
phạm.
8. Phương pháp và phương tiện nghiên cứu
- Đọc và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đề tài.
- Phân tích, tổng hợp.
- Sử dụng máy tính và các phần mềm tin học để thiết kế các mô phỏng cơ chế
phản ứng hóa hữu cơ.
- Điều tra thực tiễn.
- Thực nghiệm sư phạm.
- Tổng hợp và xử lý kết quả điều tra, kết quả thực nghiệm sư phạm theo
phương pháp thống kê toán học.
9. Đóng góp mới của luận văn
Thiết kế hệ thống các mô phỏng cơ chế phản ứng Hóa hữu cơ dưới dạng mô
hình phân tử 3D (một số cơ chế có kèm theo mô phỏng sơ đồ phản ứng dưới dạng
công thức phân tử) giúp cho việc dạy học cơ chế trở nên sinh động, trực quan và
hấp dẫn. Các cơ chế này được thiết kế kèm theo các nút điều khiển nên việc sử
dụng trong dạy học trở nên dễ dàng và thuận lợi hơn.

CẤU TRÚC LUẬN VĂN

LỜI CẢM ƠN
MỞ ĐẦU
Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Chương 2: THIẾT KẾ CÁC MÔ PHỎNG CƠ CHẾ PHẢN ỨNG HÓA HỮU CƠ Ở TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
1. Phụ lục 1 : Phiếu điều tra thực trạng về việc dạy và học cơ chế phản ứng
hóa hữu cơ ở trường CĐSP (phiếu điều tra thông tin giảng viên)
2. Phụ lục 2 : Phiếu điều tra thực trạng về việc dạy và học cơ chế phản ứng
hóa hữu cơ ở trường CĐSP (phiếu điều tra thông tin sinh viên)
3. Phụ lục 3 : Đề và đáp án của bài kiểm tra thực nghiệm nội dung cơ chế SN1, SN2, E1, E2