Sáng kiến kinh nghiệm Ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry theo mô hình 5E nhằm phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho HS khi dạy học chương 6 – Hóa học 10

 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN 
 TRƯỜNG THPT NAM YÊN THÀNH 
 ==== 
 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 
 ĐỀ TÀI 
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM THÍ NGHIỆM ẢO 
CROCODILE CHEMISTRY THEO MÔ HÌNH 
5E NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM 
HIỂU TỰ NHIÊN CỦA HỌC SINH KHI DẠY 
HỌC CHƯƠNG 6 – HÓA HOC 10 
 LĨNH VỰC: HÓA HỌC 
 Nhóm tác giả: 
 PHAN LÝ HOÀNG 
 Số điện thoại: 0396 965 515 
 NGUYỄN THU HIỀN 
 Số điện thoại: 0385 299 169 
 Năm thực hiện: 2023 
 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG SKKN 
ĐC Đối chứng 
GV Giáo viên 
GD & ĐT Giáo dục và Đào tạo 
HS Học sinh 
NXB Nhà xuất bản 
TNSP Thực nghiệm sư phạm 
TN Thực nghiệm 
THPT Trung học phổ thông 
NLTHTN Năng lực tìm hiểu tự nhiên 
ở các trường THPT, đặc biệt là các trường ở khu vực nông thôn, việc sử dụng thí 
nghiệm hóa học còn gặp nhiều khó khăn do cơ sở vật chất chưa đầy đủ, chưa có 
nhân viên phòng thí nghiệm, GV mất nhiều thời gian công sức cho việc chuẩn bị 
hóa chất, một số ít GV chưa có thói quen sử dụng phương tiện dạy học, tình 
trạng “dạy chay, học chay” vẫn còn tồn tại, HS quen với lối học thụ động nên 
hiệu quả dạy học chưa cao. Hơn nữa, cách thức sử dụng thí nghiệm hóa học 
cũng chưa có nhiều đổi mới, chủ yếu để minh họa cho kiến thức chứ chưa khai 
thác theo hướng dạy học tích cực để kích thích tư duy, phát triển khả năng tìm 
tòi, sáng tạo cho HS. 
 Năm học 2022 – 2023, Bộ GD & ĐT đã triển khai chương trình giáo dục 
phổ thông mới cho HS lớp 10, một năm học mang tính bản lề để nâng tầm giáo 
dục nước ta và người GV là nhân tố quan trọng quyết định đến sự thành công 
của chương trình giáo dục phổ thông mới. Bản thân GV giảng dạy bộ môn Hóa 
học chúng tôi phải tự đổi mới về mọi mặt thích ứng với chương trình mới, trong 
đó sử dụng thí nghiệm ảo là hình thức dạy học thí nghiệm phù hợp để HS thực 
hiện được hoạt động khám phá, kiến tạo kiến thức. Một phần mềm chuyên dụng 
để thiết kế thí nghiệm ảo cho hình ảnh tương đối rõ nét, phong phú và dễ sử 
dụng, có đồ thị 3D biểu diễn cụ thể cho quá trình phản ứng là phần mềm 
Crocodile Chemistry. Từ nhũng vấn đề trên, chúng tôi chọn đề tài:“ Ứng dụng 
phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry theo mô hình 5E nhằm phát triển 
năng lực tìm hiểu tự nhiên cho HS khi dạy học chương 6 – Hóa học 10” 
II. Mô tả giải pháp 
1. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến 
 Hoá học là một môn khoa học thực nghiệm. Do đó, các thí nghiệm giữ 
vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu, nhiệm vụ dạy học hoá học ở 
trường phổ thông. 
 Mặt khác, hoá học còn có mối liên hệ mật thiết với thực tiễn đời sống con 
người. Vì vậy, việc gắn kết thí nghiệm hoá học với vấn đề thực tiễn trong đời 
sống sẽ tạo niềm tin khoa học, kích thích HS tim hiểu khám phá, vận dụng sáng 
tạo các kiến thức hoá học để phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất, đặc biệt 
năng lực tìm hiểu tự nhiên. 
 Nhưng trong thực tế giảng dạy việc kết hợp thí nghiệm thực hành trong 
thực hiện đổi mới phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá còn một số hạn 
chế: 
Thứ nhất, vấn đề đổi mới đổi mới phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá: 
nhiều GV chưa thực sự đổi mới phương pháp, vẫn còn truyền thụ kiến thức kỹ 
năng kiểu “đọc chép”, HS thụ động lĩnh hội kiến thức, ít cơ hội rèn kỹ năng thực 
hành làm hạn chế việc phát triển năng lực của bản thân. Cách kiểm tra đánh
 2 
 Sáng kiến cũng đề xuất đổi mới kiểm tra đánh giá thông qua bảng tiêu chí 
đánh giá năng lực thực hành thí nghiệm HS, góp phần phát triển toàn diện năng 
lực người học. 
 Đặc biệt, chương 6: Tốc độ phản ứng - Hóa học 10 mà chúng tôi lựa chọn rất 
phù hợp để ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo trong dạy học. 
 4 
tra hoặc thông qua các câu hỏi, trao đổi thảo luận). GV có thể sử dụng 1 hoặc cả 
2 hình thức này để đánh giá quá trình nhận thức và khả năng của từng HS, từ đó 
đưa ra các phương hướng điều chỉnh và hỗ trợ phù hợp, giúp HS đạt được các 
mục tiêu bài học. Giai đoạn đánh giá có thể thực hiện cuối hoặc lồng ghép trong 
quá trình thực hiện các giai đoạn trên. 
1.1. Ưu điểm của phương pháp dạy học theo mô hình 5E 
 Dạy học theo mô hình 5E có nhiều ưu điểm mà các phương pháp dạy học 
tích cực và phương pháp truyền thống ít có được, như là 
 - Người học là trung tâm của hoạt động học. 
 - Mô hình 5E tăng cường tính tích cực, chủ động, phát huy tínhđộc lập, 
sáng tạo của mỗi cá nhân HS trong quá trình học tập. Qua đó, phát triển kích 
thích lòng đam mê học tập của HS, là động lực của quá trình học tập. 
 - Thông qua mô hình này tạo điều kiện giúp HS kết nối những tri thức đã 
học một cách hệ thống, tăng cường hiệu quả học tập. Đồng thời, mô hình này 
còn tạo điều kiện để GV tìm ra được những nội dung chính của bài, từ đó dẫn 
dắt khéo léo HS qua các hoạt động trải nghiệm. 
 - Trong quá trình học tập, có huy động một số biện pháp học tập kết hợp 
với học tập theo nhóm giúp HS tự đánh giá và điều chỉnh vốn kiến thức của 
mình. 
 - Tăng quá trình tương tác giữa GV và HS, GV luôn có những động thái 
kịp thời để hướng dẫn HS khi cần thiết. 
 - HS được trải nghiệm để tự rút ra kiến thức mới, được hiểu sâu kiến thức 
và nhớ lâu hơn, HS cảm thấy thú vị khi được thực hành thí nghiệm. 
 - Với không khí lớp học tươi vui, sôi nổi, tích cực sẽ giúp một phần quá 
trình tương tác sự giữa GV với HS, HS với HS và thúc đẩy sự giao tiếp của các 
thành viên trong cộng đồng. 
 - Mô hình 5E là cách thức để HS tiếp nhận với phương pháp học tập gần 
với kiểu nghiên cứu của các nhà khoa học. 
1.2. Hạn chế của phương pháp dạy học theo mô hình 5E 
 - Dạy học theo mô hình 5E cần đảm bảo về điều kiện cho học tập: cơ sở 
vật chất đầy đủ, bố trí thời gian hợp lí, nội dung dạy phù hợp với chương trình. 
 - GV phải có kiến thức, chuyên môn nghiệp vụ vững vàng, có sự chuẩn bị chu 
đáo về bài giảng . GV xử lí linh hoạt các tình huống do HS đưa ra trong quá trình 
học tập. 
 - HS phải có kiến thức, kĩ năng cần thiết để thực hiện nhiệm vụ tìm ra 
được những kiến thức mới. 
 - Cần nhiều thời gian trong một tiết học: tất cả hoạt động chủ yếu là HS 
thực hiện, GV chỉ hướng dẫn nên HS còn khá lúng túng khi thực hiện. 
 6 
trình hóa học. TNHH ảo có các ưu điểm có thể giả lập những tình huống, điều 
kiện tới hạn hay mô phỏng các hiện tượng hoá học và phản ứng hóa học khó 
thực nghiệm, từ đó giúp người học hiểu rõ bản chất của vấn đề. 
 Trên thực tế không phải thí nghiệm nào cũng thành công mỹ mãn, nhưng 
với thí nghiệm ảo do đã được lập trình sẵn nên có thể nói gần như tất cả các thí 
nghiệm đều chuẩn xác, thực hiện thí nghiệm đem lại hiệu quả như mong đợi. 
Một vấn đề nữa là công tác chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, với một thí nghiệm 
đơn giản, ít dụng cụ thì GV có thể dễ dàng chuẩn bị dụng cụ, di chuyển từ lớp 
học này sang lớp học khác. Tuy nhiên với một thí nghiệm mà các dụng cụ cồng 
kềnh thì đây lại là không phải là một điều đơn giản. Còn với thí nghiệm ảo thì 
GV hoàn toàn không phải lo lắng gì về vấn đề này, các dụng cụ có sẵn trong 
máy vi tính, GV chỉ cần một lần thực hiện đưa phần mềm thiết kế thí nghiệm 
vào trong máy và cài đặt chương trình, như thế lần sau sẽ hoàn toàn yên tâm về 
dụng cụ thí nghiệm Nhờ vậy, TNHH ảo kích thích niềm đam mê khoa học và 
tìm tòi khám phá cái mới của HS. 
3. Phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry. 
3.1. Đặc điểm. 
 Crocodile Chemistry là phần mềm mô phỏng phòng thí nghiệm hóa học 
với rất nhiều thí nghiệm về hóa học phổ biến ở trong chương trình phổ thông, nó 
được xem như một “phòng thí nghiệm” ảo nơi mà các thí nghiệm hóa học ảo 
được mô phỏng lại.“Phòng thí nghiệm” này rất nhỏ gọn chỉ với dung lượng 
23MB có 3 phần Contents, Parts Library và Properties với 63 đồ dùng hướng 
dẫn các thao tác làm thí nghiệm, thiết kế (mô phỏng) các thí nghiệm hóa học 
xung quanh chương trình khoa học mới. Phần mềm được xây dựng nhằm đáp 
ứng nhu cầu học tập, nghiên cứu công việc hết sức dễ dàng, bạn chỉ cần kéo hóa 
chất, thiết bị, lọ thí nghiệm ... từ bên trái màn hình và kết hợp chúng như bạn 
muốn. 
 Phiên bản mới nhất là Crocodile Chemistry 6.05 gồm có 73 bộ bài học 
mẫu được thiết kế cho chương trình hóa học mới, giúp GV có thể dễ dàng áp 
dụng chúng trong quá trình dạy học nghiên cứu. Khi mới bắt đầu ta có thể vào 
phần Contents có sẵn các chủ đề hướng dẫn các thao tác sử dụng chương trình 
(Getting started), thao tác cơ bản khi tiến hành thí nghiệm về sự sắp xếp vật chất 
(Classifying Materials), các thí nghiệm về các loại phản ứng hóa học (Equations 
and amounts), các thí nghiệm về tốc độ phản ứng (Reaction rates), các thí 
nghiệm về năng lượng phản ứng (Engery), các thí nghiệm về nước và dung dịch 
(Water and solutions), các thí nghiệm về axit, bazo và muối (Acids, bases and 
salts), thí nghiệm tìm hiểu tính chất một số nhóm nguyên tố trong bảng tuần 
hoàn (The periodic table), thí nghiệm về điện hóa (Electrochemistry), các thí
 8 
3.4. Biện pháp khắc phục: 
 - Phần mềm mô phỏng không thể thay thế hoàn toàn thí nghiệm thật, sử 
dụng phần mềm kết hợp với thí nghiệm thật để làm rõ vấn đề. 
 - Sử dụng phần mềm, kết hợp với hoạt động ngoại khóa hóa học để 
hướng dẫn HS tìm hiểu, tạo hứng thú học tập cho các em. 
 - GV khi hướng dẫn mô phỏng cần lưu ý những để HS hiểu đúng bản chất 
thí nghiệm. 
 - Kết hợp với các phần mềm khác để phát huy tối đa vai trò của hỗ trợ của 
phần mềm. 
4. Năng lực và năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học 
4.1. Khái niệm về năng lực 
 Khái niệm năng lực có nguồn gốc Latinh: “competentia” có nghĩa là “gặp 
gỡ”. Ngày nay khái niệm năng lực được hiểu dưới nhiều cách tiếp cận khác 
nhau. Theo cách tiếp cận truyền thống (tiếp cận hành vi – behavioural approach) 
thì năng lực là khả năng đơn lẻ của cá nhân, được hình thành dựa trên sự lắp 
ghép các mảng kiến thức và kỹ năng cụ thể. Theo ernd Meier, Nguyễn Văn 
Cường (2005): “Năng lực là một thuộc tính tâm lí phức hợp, là điểm hội tụ của 
nhiều yếu tố như tri thức kĩ năng, kĩ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và 
trách nhiệm đạo đức”. Năng lực là khả năng làm việc tốt, nhờ có phẩm chất đạo 
đức và trình độ chuyên môn. Năng lực luôn được xem xét trong mối quan hệ với 
hoạt động hoặc quan hệ nhất định nào đó. 
4.2. Các năng lực cần hình thành và phát triển cho HS THPT 
 Trong chương trình giáo dục phổ thông mới các em HS được hình thành 
và phát triển 10 năng lực thiết yếu để từ đó phát huy và vận dụng tối đa khả 
năng của mình vào thực tiễn. 10 năng lực đó được chia ra thành 2 nhóm năng 
lực chính là năng lực chung và năng lực chuyên môn: 
 - Năng lực chung là những năng lực cơ bản, thiết yếu hoặc cốt lõi, làm 
nền tảng cho mọi hoạt động của con người trong cuộc sống và lao động nghề 
nghiệp. Các năng lực này được hình thành và phát triển dựa trên bản năng di 
truyền của con người, quá trình giáo dục và trải nghiệm trong cuộc sống; đáp 
ứng yêu cầu của nhiều loại hình hoạt động khác nhau. Những năng lực chung sẽ 
được nhà trường và GV giúp các em HS phát triển trong chương trình giáo dục 
phổ thông là: Tự chủ và tự học; Kỹ năng giao tiếp và hợp tác nhóm với các 
thành viên khác; Giải quyết vấn đề theo nhiều cách khác nhau một cách sáng tạo 
và triệt để. 
 - Năng lực chuyên môn là những năng lực được hình thành và phát triển 
trên cơ sở các năng lực chung theo định hướng chuyên sâu, riêng biệt trong các 
loại hình hoạt động, công việc hoặc tình huống, môi trường đặc thù, cần thiết
 10 
 Chưa thực hiện động, sáng tạo. Các sáng tạo. Đảm bảo 
 được quá trình bước tìm tòi khám nội dung chính xác, 
 tìm tòi khám phá phá đạt ở ở mức độ khoa học. 
 vấn đề một cách vừa phải. 
 chủ động, tích 
 cực. 
Nêu câu hỏi Nhận ra và đặt Nhận ra và đặt Nhận ra và đặt được 
liên quan đến được câu hỏi liên được câu hỏi liên câu hỏi liên quan 
vấn đề cần quan đến vấn đề; quan đến vấn đề; đến vấn đề; phân 
tìm hiểu chưa phân tích phân tích được bối tích được bối cảnh 
 được bối cảnh để cảnh để đề xuất vấn để đề xuất vấn đề; 
 đề xuất vấn đề và đề; biểu đạt được biểu đạt được vấn 
 biểu đạt được vấn vấn đề. đề một cách rõ ràng. 
 đề. 
Đề xuất giả Đưa ra được phán Đưa ra được phán Đưa ra được phán 
thuyết nghiên đoán nhưng chưa đoán; Xây dựng đoán: phân tích 
cứu xây dựng được được giả thuyết được vấn đề để nêu 
 giả thuyết. khoa học nhưng được phán đoán; 
 chưa thật chính xác. xây dựng và phát 
 biểu được giả thuyết 
 nghiên cứu một 
 cách rõ ràng, chính 
 xác. 
Xây dựng quy Đề xuất quy trình Đề xuất được quy Đề xuất được quy 
trình thực thực hiện thí trình thực hiện thí trình thực hiện thí 
hiện thí nghiệm nhưng nghiệm nhưng chưa nghiệm: xây dựng 
nghiệm để chưa rõ ràng hợp khoa học được khung logic 
kiểm chứng lí nội dung tìm hiểu; 
giả thuyết. lựa chọn được 
 phương pháp thích 
 hợp (quan sát, thực 
 nghiệm, điều tra, 
 phỏng vấn,...); lập 
 được kế hoạch triển 
 khai tìm hiểu khoa 
 học, logic. 
 12 
 tích cực và tôn Hợp tác với đối tác 
 trọng quan điểm, ý bằng thái độ lắng 
 kiến đánh giá do nghe tích cực và tôn 
 người khác đưa ra trọng quan điểm, ý 
 để tiếp thu tích cực kiến đánh giá do 
 và giải trình nhưng người khác đưa ra 
 chưa phản biện, bảo để tiếp thu tích cực 
 vệ kết quả tìm hiểu và giải trình, phản 
 một cách thuyết biện, bảo vệ kết quả 
 phục. tìm hiểu một cách 
 thuyết 
 Bảng kiểm quan sát đánh giá năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dành cho GV 
 Mức 
 Các tiêu Mức độ 1 Mứcđộ độ Mức độ 
 chí (1đ) 2 (2đ) 3 (3đ) 
 1. Nêu câu hỏi liên quan đến vấn đề cần tìm 
 hiểu 
 2. Đề xuất giả thuyết nghiên cứu 
 3. Xây dựng quy trình thực hiện thí nghiệm 
 để kiểm chứng giả thuyết. 
 4. Thực hiện thí nghiệm theo quy trình đã 
 xây dựng. 
 5. Thu thập và xử lý dữ liệu để chứng minh 
 hoặcThực phủhiện địnhthí nghiệm giả thuyết, theo quy rút trình ra được đã xây kết 
 luậndựng. cần thiết. 
 6. Trình bày quá trình và kết quả tìm hiểu 
5. Vận dụng mô hình 5E trong dạy học hóa học với thí nghiệm ảo nhằm 
phát triển NLTHTN dưới góc độ hóa học. 
5.1. Sự phù hợp khi vận dụng mô hình 5E với thí nghiệm hóa học. 
 Căn cứ trên các lí thuyết trình bày ở trên có thể chỉ ra sự phù hợp khi vận 
dụng mô hình 5E với thí nghiệm trong trong dạy học hóa học để phát triển năng 
lực tìm hiểu tự nhiên như sau: 
 14