Tài liệu Luận văn xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập để rèn kỹ năng quan sát trong dạy học hóa học nhằm phát triển tư duy cho học sinh thpt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH  BÙI THỊ HIỀN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học hóa học Mã số: 60.14.01.11 Người hướng dẫn khoa học TS. NGUYỄN THỊ BÍCH HIỀN TP. HỒ CHÍ MINH - 2014 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Giáo dục đào tạo đóng vai trò quan trọng là nhân tố chìa khóa, là động lực thúc đẩy nền kinh tế phát triển. Không chỉ ở Việt Nam mà ở hầu hết các quốc gia khác trên thế giới, các chính phủ đều coi giáo dục là quốc sách hàng đầu. Vì hàm lượng trí tuệ khoa học kết tinh trong sản phẩm hàng hoá ngày càng tăng; tài năng trí tuệ, năng lực và bản lĩnh trong lao động sáng tạo của con người, không phải xuất hiện một cách ngẫu nhiên, tự phát, mà phải trải qua quá trình đào luyện công phu có hệ thống. Cho nên Đảng và Nhà nước ta luôn quán triệt tư tưởng, coi: “con người là trung tâm, là yếu tố quyết định tới sự thắng lợi của công cuộc đổi mới đất nước”. Bên cạnh những thành tựu đạt được do đổi mới phương pháp dạy học thì vẫn còn khá nhiều bất cập. Một trong những lý do dẫn đến nguyên nhân trên là do lâu nay đã có quá nhiều công trình nghiên cứu về BT với việc phát triển tư duy cho HS nhưng vẫn chưa có sự thống nhất nhất định. Song song với điều ấy là xu hướng của học sinh hiện nay. Hầu hết các em chỉ quan tâm đến các cách giải nhanh để đi đến kết quả mà không cần biết những bài tập đó có tác dụng như thế nào. Ngoài ra, hóa học là môn khoa học thực tiễn. Bên cạnh những lý thuyết đem lại kiến thức thì bài tập cũng đóng vai trò rèn luyện tư duy cho học sinh. Chúng giúp học sinh rèn luyện khả năng quan sát, phân tích, tổng hợp... Đây là những yếu tố cần thiết làm hành trang cho các em chuẩn bị bước vào đời. Với những tầm quan trọng to lớn của bài tập hóa học nên đã có khá nhiều nhà khoa học nghiên cứu về những vấn đề này tiêu biểu là: PGS.TS Nguyễn Xuân Trường, PGS.TS Cao Cự Giác với các công trình về cách giải bài tập, bài tập giải nhanh như: Trắc nghiệm và sử dụng trắc nghiệm trong dạy học hoá học ở trường phổ thông, Những viên kim cương trong hóa học... hoặc về vấn đề dùng bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi có TS. Vũ Anh Tuấn hay dùng bài tập phát triển năng lực tư duy của TS. Lê Văn Dũng. Tuy nhiên, việc sử dụng bài tập để rèn kỹ năng quan sát nhằm phát triển tư duy cho học sinh vẫn chưa được quan tâm đúng mức. Với những lí do trên, để giúp cho các đồng nghiệp cũng như học sinh có thêm một tài liệu tham khảo, tôi chọn vấn đề : “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập Trang 2 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền để rèn kỹ năng quan sát trong dạy học hóa học nhằm phát triển tư duy cho học sinh THPT” làm đề tài nghiên cứu của mình. 2. Mục đích nghiên cứu Làm rõ hơn tác dụng của bài tập hóa học thông qua đó giúp giáo viên rèn luyện cho học sinh kỹ năng quan và phát triển tư duy cho học sinh. 3. Nhiệm vụ của đề tài  Nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài.  Tìm hiểu thực tiễn có liên quan đến đề tài.  Xây dựng hệ thống bài tập rèn kỹ năng quan sát cho học sinh.  Xây dựng giáo án thực nghiệm.  Thực nghiệm sư phạm.  Xử lí kết quả thực nghiệm. 4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu: bài tập hóa học và việc rèn luyện kỹ năng quan sát cho học sinh.  Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy học hóa học ở trường THPT. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu Trong quá trình nghiên cứu tôi sử dụng các phương pháp sau:  Phương pháp nghiên cứu lý luận.  Phương pháp nghiên cứu thực tiễn.  Phương pháp xử lý thông tin. 6. Phạm vi nghiên cứu Nội dung kiến thức được giới hạn trong phần vô cơ chương VI “ Kim loại kiềm - kim loại kiềm thổ - nhôm” hóa học lớp 12 trong chương trình THPT 7. Giả thuyết khoa học Nếu lựa chọn xây dựng và biết sử dụng một cách có hiệu quả các bài tập hóa học có tác dụng rèn luyện kỹ năng quan sát thì sẽ phát triển được tư duy, năng lực nhận thức cho học sinh thông qua đó góp phần hình thành năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 8. Những đóng góp mới của đề tài nghiên cứu  Tiếp tục hoàn thiện thêm về lí luận của bài tập hóa học trong dạy học. Trang 3 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền  Góp phần xây dựng hệ thống bài tập rèn luyện kỹ năng quan sát cho học sinh để phát triển tư duy. NỘI DUNG CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Đổi mới phƣơng pháp Định hướng đổi mới PPDH đã được xác định trong nghị quyết Trung ương Đảng lần thứ 4 khoá VII (1/1993), nghị quyết Trung ương Đảng lần 2 khoá VIII (12/1996), được thể chế hoá trong Luật GD (12/1998) và được cụ thể hoá trong các chỉ thị của Bộ GD & ĐT, đặc biệt chỉ thị số 15(4/1999). Luật GD, điều 24.2 đã ghi : “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”. 1.2. Một số phƣơng pháp dạy học tích cực 1.2.1. Phương pháp đàm thoại ơricrix 1.2.2. Phương pháp dạy học đặt và giải quyết vấn đề 1.2.3. Phương pháp dạy học hợp tác trong nhóm nhỏ 1.3. Đặc điểm tâm lý học sinh THPT 1.3.1. Yếu tố ảnh hướng tới sự phát triển của học sinh THPT 1.3.2. Hoạt động học tập và sự phát triển trí tuệ 1.3.3. Những đặc điểm nhân cách chủ yếu của học sinh THPT 1.3.4. Những đặc điểm tâm lý chủ yếu của học sinh THPT 1.4. Vai trò của hóa học trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo ở trƣờng phổ thông 1.5. Lý luận bài tập hóa học 1.5.1. Khái niệm bài tập hóa học 1.5.2. Phân loại bài tập hóa học 1.5.3. Tác dụng bài tập hóa học 1.5.4. Vai trò bài tập trong việc phát triển tư duy cho học sinh 1.5.4.1. Vai trò của Bài tập hóa học trong việc phát triển tư duy cho học sinh Trang 4 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền  Phát triển ở học sinh năng lực tư duy logic, biện chứng, khái quát, độc lập thông minh và sáng tạo.  Phát triển tư duy, rèn trí thông minh cho học sinh. 1.5.4.2. Mối quan hệ giữa hoạt động giải bài tập hóa học với việc phát triển tư duy BTHH Hoạt động giải BTHH Xây dựng algorit giải BT Nghiên cứu đề bài Phân tích Tổng hợp So sánh Khái quát hóa Trừu tƣợng hóa Kiểm tra Giải Quan sát Ghi nhớ Tƣởng tƣợng Phê phán óa Tƣ duy phát triển 1.6. Vai trò của quan sát trong việc hình thành và phát triển nhận thức Con đường nhận thức đó được thực hiện qua các giai đoạn từ đơn giản đến phức tạp, từ thấp đến cao, từ cụ thể đến trừu tượng, từ hình thức bên ngoài đến bản chất bên trong, như sau:  Nhận thức cảm tính (hay còn gọi là trực quan sinh động) là giai đoạn đầu tiên của quá trình nhận thức. Đó là giai đoạn con người sử dụng các giác quan để tác Trang 5 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền động vào sự vật nhằm nắm bắt sự vật ấy. Nhận thức cảm tính gồm các hình thức sau : cảm giác, tri giác và biểu tượng.  Nhận thức lý tính (hay còn gọi là tư duy trừu tượng) là giai đoạn phản ánh gián tiếp trừu tượng, khái quát sự vật, được thể hiện qua các hình thức như khái niệm, phán đoán, suy luận. 1.7. Các thao tác tƣ duy Phân tích; tổng hợp; so sánh; trừu tượng hóa; cụ thể hóa; khái quát hóa. 1.8. Thực trạng sử dụng bài tập trong hiện nay 1.8.1. Mục đích điều tra Làm rõ hơn thực trạng của việc sử dụng bài tập để rèn kỹ năng quan sát nhằm phát triển tư duy cho HS trong các trườn gTHPT. 1.8.2. Nội dung điều tra  Tìm hiểu về qui trình khi GV hướng dẫn HS giải bài toán.  Thăm dò về cách nhìn nhận và suy nghĩ của GV về tác dụng của BT rèn kỹ năng quan sát nhằm phát triển tư duy cho học sinh.  Tìm hiểu về phương pháp rèn kỹ năng quan sát thông qua việc sử dụng bài tập trong trường THPT.  Điều tra về việc sử dụng BTHH nhằm rèn luyện kỹ năng quan sát nhằm phát triển tư duy cho học sinh trong dạy học môn hóa ở trường THPT. 1.8.3. Đối tượng điều tra  Các giáo viên giảng dạy bộ môn hoá học của một số trường THPT trên địa thành phố Hồ Chí Minh và trên tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.  Cán bộ quản lý ở trường THPT 1.8.4. Phương pháp điều tra  Nghiên cứu giáo án, dự giờ các tiết học hóa học ở trường THPT.  Gặp gỡ trực tiếp, trao đổi với GV một số trường THPT.  Gửi và thu phiếu điều tra.  Hỏi ý kiến chuyên gia 1.8.5. Kết quả điều tra Sau quá trình điều tra, chúng tôi đã tổng hợp lại và có kết quả như sau: Trang 6 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền  Phần lớn GV đều đánh giá cao vai trò của bài tập trong quá trình dạy học đặc biết về việc phát triển tư duy cho HS. Nhưng nhìn chung, GV vẫn còn chú trọng các phương pháp giải bài tập.  Khi được hỏi về vai trò của bài tập trong việc rèn kỹ năng quan sát thì đa số giáo viên cho rằng sự đóng góp của nó là lớn nhưng trong thực tế việc khai thác chưa đúng mức. Khi được hỏi về nguyên nhân dẫn đến thực trạng này, chúng tôi ghi nhận được những ý kiến sau:  Do các yếu tố thời gian, đảm bảo số tiết giảng dạy, áp lực công việc, gia đình, kinh tế... nên một vài giáo viên vẫn chưa thật sự quan tâm nhiều đến việc rèn kỹ năng cho HS hoặc còn lúng túng trong việc đưa ra những câu hỏi cũng như tình huống có vấn đề thu hút học sinh quan sát.  Do hệ thống tài liệu tham khảo về “việc sử dụng bài tập để rèn kỹ năng quan sát nhằm phát triển tư duy cho HS” chưa nhiều nên việc xây dựng bài tập trong giảng dạy vẫn còn hạn chế. TIỂU KẾT CHƢƠNG 1 Trong chương này chúng tôi đã trình bày cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài bao gồm:  Đổi mới phương pháp và một phương pháp dạy học tích cực.  Quá trình hình thành nhận thức và đặc điểm tâm lý học sinh THPT  Vai trò của hóa học ở trường phổ thông.  Khái quát về BTHH: Khái niệm, ý nghĩa tác dụng, phân loại, vai trò của bài tập trong việc phát triển tư duy cho học sinh.  Tìm hiểu thực trạng sử dụng BTHH để rèn kỹ năng quan sát nhằm phát triển tư duy cho HS hiện nay. Tất cả các vấn đề trên là cơ sở để chúng tôi xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập để rèn luyện kỹ năng quan sát trong dạy học hóa học nhằm phát triển tư duy cho học sinh THPT. Trang 7 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền CHƢƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỂ RÈN LUYỆN KỸ NĂNG QUAN SÁT TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN TƢ DUY CHO HỌC SINH THPT 2.1. Phân tích đặc điểm chƣơng: Kim loại kiềm – Kim loại kiềm thổ - Nhôm  Kiến thức  Cung cấp một kiến thức hóa học phổ thông cơ bản, hiện đại, thiết thực có nâng cao ở mức độ thích hợp.  Vận dụng các lí thuyết chủ để nghiên cứu các nhóm nguyên tố, những nguyên tố điển hình và các hợp chất có nhiều ứng dụng quan trọng, gần gũi trong thực tế đời sống, sản xuất hóa.  Một số vấn đề: Phân tích hóa học: phương pháp phân biệt và nhận biết cácchất thông dụng; Hóa học và vấn đề kinh tế, xã hội, môi trường.  Về kỹ năng Tiếp tục hình thành và phát triển các kĩ năng bộ môn hóa học, kĩ năng giảiquyết vấn đề để phát triển năng lực nhận thức và năng lực hành động cho học sinh như quan sát thí nghiệm, phân tích, dự đoán, kết luận và kiểm tra kết quả; biết làm việc với SGK và tài liệu tham khảo, biết làm một số thí nghiệm độc lập và theo nhóm nhỏ để biết lập kế hoạch giải một bài tập hóa học; biết vận dụng để giải quyết một vấn đề đơn giản trong cuộc sống có liên quan đến hóa học.  Về thái độ Tiếp tục hình thành và phát triển ở HS thái độ tích cực như hứng thú họctập bộ môn hóa học, có ý thức vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết một số vấn đề có liên quan đến hóa học trong cuộc sống, sản xuất; rèn luyện tính cẩnthận, nhận thức và giải quyết vấn đề một cách khách quan, trung thực trêncơ sở phân tích khoa học. 2.2. Nguyên tắc lựa chọn và xây dựng hệ thống bài tập rèn kỹ năng quan sát Để định hướng cho việc xây dựng hệ thống bài tập Hóa học có nhiều cách giải nhằm rèn luyện kỹ năng quan sát nhằm phát triển tư duy cho học sinh, khi lựa chọn cần dựa vào một số nguyên tắc sau :  Hệ thống bài tập phải bám sát mục tiêu môn học.  Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính chính xác, khoa học. Trang 8 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền  Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính hệ thống, tính đa dạng.  Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính vừa sức, không đi sâu vào các vấn đề tính toán phức tạp, nặng về tính toán.  Hệ thống bài tập là bài tập thực nghiệm, các bài toán có tính thực tiễn.  Hệ thống bài tập phải đảm bảo góp phần rèn luyện kỹ năng quan sát cho HS, nâng cao chất lượng dạy học môn Hóa học. 2.3. Qui trình xây dựng hệ thống bài tập Để xây dựng hệ thống bài tập có tác dụng rèn kỹ năng quan sát phù hợp với mục tiêu và nội dung dạy học cần thực hiện theo các bước sau đây:  Xác định mục tiêu dạy học và nội dung.  Phân tích giải bài tập  Tìm ra các điểm chính trong bài tập để rèn kỹ năng quan sát.  Tuyển chọn bài tập.  Xây dựng hệ thống bài tập. 2.4. Xây dựng hệ thống bài tập để rèn luyện kỹ năng quan sát trong chƣơng trình lớp 12 cơ bản phần vô cơ Trong phần này, chúng tôi đã xây dựng được 83 bài tập để rèn kỹ năng quan sát cho học sinh trong chương “Kim loại kiềm – Kim loại kiềm thổ - Nhôm” gồm: 54 bài tập tính toán, 17 bài tập lý thuyết và 12 bài tập thực nghiệm. 2.4.1. Xây dựng hệ thống bài tập tính toán để rèn kỹ năng quan sát Ví dụ 1: Cho kim loại (X) hoà tan hết vào nước được dung dịch A và 0,672 lít H2 đktc. Thể tích dung dịch HCl 0,1M cần để trung hoà hết 1/3 dung dịch A là Phân tích: Đối với dạng toán này, hầu hết HS sẽ viết phương và đặt số mol giải quyết vấn đề như sau: 2X + 2nH2O  2X(OH)n + nH2 0,06 n 0,03 X(OH)n + nHCl  XCln + nH2O 0,06 n 0,06 (1) (mol) (2) (mol) 1 0, 06 VHCl = . = 0,2(l) 3 0,1 Trang 9 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền Nhưng để rèn kỹ năng quan sát GV yêu cầu HS quan sát phương trình (đặc biệt là hệ số phương trình). Từ đó, HS rút ra nhận xét như sau : n OH   nMOH  2nH2 nH   nHCl  nMOH  nH =nOH = 2nH + - 2 Từ nhận xét đó, HS sẽ giải bài tập trên bằng cách sau: n H+ = n OH- = 2 n H2  2.0,03  0,06(mol ) 1 0, 06 VHCl = . = 0,2(l) 3 0,1 Như vậy, sau khi giải quyết hai bài tập này các em sẽ rút ra mối liên hệ giữa số mol H2 ; OH- và H+ là một hằng số không đổi là: nH =nOH = 2nH . Kết luận này + - 2 đúng với tất cả các axit hay bazơ nào. Ví dụ 2: Cho 43 gam hỗn hợp gồm BaCl2 và CaCl2 vào 1 lít dd gồm Na2CO3 0,1M và (NH4)2CO3 0,25M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 39,7g kết tủa A và dd B. Tính % khối lượng các chất trong A. Phân tích: Vì cả BaCl2 và CaCl2 đều tạo kết tủa được với Na2CO3 và (NH4)2CO3 nên kết tủa sinh ra là gồm BaCO3 và CaCO3. Do đó, không biết BaCl2 và CaCl2 phản ứng hết hay Na2CO3 và (NH4)2CO3 phản ứng hết. Nếu giải biện luận từng trường hợp thì rất mất thời gian. Có thể giải bài toán theo phương pháp tăng giảm khối lượng như sau : Trong hỗn hợp Na2CO3 và (NH4)2CO3 có các ion: Na+ ; NH +4 và CO32- . Hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 có các ion Ca 2+ ; Ba 2+ và Cl- . Các phản ứng : Ba 2+ +CO32-  BaCO3 (1) Ca 2+ +CO32-  CaCO3 (2) Theo (1) và (2) cứ 1 mol BaCl2 hoặc CaCl2 biến thành BaCO3 hoặc CaCO3 thì khối lượng giảm 71 – 60 =11(g) ( 2 Cl- chuyển thành CO32- ). Do đó tổng số mol 2 muối BaCO3 và CaCO3 bằng 43- 39, 7  0,3(mol ) mà tổng số mol ion CO32- = 0,1 + 11 0,25 = 0,35. Điều đó chứng tỏ dư CO32- . Gọi x, y là số mol BaCO3 và CaCO3 trong A. Trang 10 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền  x  y  0,3  x  0,1(mol )  197 x  100 y  39, 7  y  0, 2(mol ) Ta có :  % BaCO3 = 0,1.197  49, 62% 39, 7 % CaCO3 = 100 – 49,62 = 50,38 %. 2.4.2. Xây dựng hệ thống bài tập lý thuyết để rèn kỹ năng quan sát Ví dụ 1: Chỉ dùng một loại thuốc thử hãy nhận biết các chất sau: Mg, Al, Al2O3. Phân tích: Khi gặp yêu cầu này, HS quan sát dữ kiện để phân tích bài tập như sau:  Đây là bài toán chỉ được dùng 1 hóa chất.  Các chất không có mùi đặc trưng do đó cũng không thể nhận biết chúng bằng màu sắc được.  Đây là các chất rắn đều không tan trong nước nhưng có khả năng tan trong dung dịch kiềm.  Để giải được bài này ta phải trích các mẫu thử, cho các mẫu thử tác dụng với dung dịch kiềm như: NaOH, KOH… Bước 1: Trích mẫu thử, cho chúng tác dụng với NaOH. Quan sát hiện tượng. Mẫu thử Mg NaOH _ Al Chất rắn tan và có sủi bọt khí Bước 2: Kết luận:  Không có hiện tượng gì với NaOH là Mg.  Chất rắn tan và có sủi bọt khí là Al.  Chất rắn tan là Al2O3. Ví dụ 2: Cho sơ đồ chuyển hóa sau: HCl + (B)  (C) + (D) + H2O (C) + NaOHdư  (B) + H2O Xác định các chất B, C. Trang 11 Al2O3 Chất rắn tan GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền Phân tích: Để rèn kỹ năng quan sát GV yêu cầu HS quan sát phương trình (tập trung vào phương trình 2). Những hợp chất nào có khả năng tác dụng với dd NaOH để thu sản phẩm là H2O. Từ việc quan sát đó, HS có thể đưa ra nhận xét:  (C) có thể là một axit hoặc oxit axit.  Nhưng (C) là sản phẩm của axit với một chất khác  (C) chỉ có thể là oxit axit. Vậy HS có thể chọn kết quả là: (C) : CO2 ; (B) : Na2CO3 Khi đó, ta sẽ có phương trình như sau: 2 HCl  Na2CO3  2 NaCl  CO2  H 2O CO2  2 NaOH  Na2CO3  H 2O 2.4.3. Xây dựng hệ thống bài tập thực nghiệm để rèn kỹ năng quan sát Ví dụ 1: Quan sát bộ dụng cụ sau đây, hãy cho biết chất nào có thể được điều chế trong các chất sau đây: A. H2. B. Cl2. C. CO2. D. O2 Phân tích : Để có thể trả lời câu hỏi này, HS cần phải quan sát vào những hình ảnh sau:  Chất rắn chứa trong bình cầu.  Dung dịch có trong ống nhỏ giọt.  Miệng bình tam giác.  Cách đặt bình tam giác. Từ những quan sát đó, HS có thể rút ra nhận xét sau:  Đây là chất được điều chế từ một chất rắn và một dung dịch.  Ở miệng bình tam giác không có bông tẩm  đây là chất an toàn với môi trường. Trang 12 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền  Bình tam giác được úp ngược lại  đây là chất khí có khối lượng nhẹ hơn không khí. Tổng hợp các nhận xét trên, HS chọn được đáp án là A (khí H2) Ví dụ 2 : Hãy quan sát và giải thích hiện tượng khi cho mẫu Na vào trong chậu nước thủy tinh. Phân tích : Đối với dạng bài tập thực nghiệm này các em cần phải quan sát thí nghiệm thật chi tiết để có thể nêu hiện tượng một cách đầy đủ nhất. Từ đó, các em mới có thể đưa ra những giải thích thật sát đáng cho các hiện tượng mà em được nhìn thấy. Bài tập này, có thể tập cho các em cách quan sát một hiện tượng vốn có sẵn. Khi quan sát các em sẽ thấy được từng hiện tượng sau : Mẫu Natri tác dụng mãnh liệt với nước và sinh ra nhiệt nên chậu nước sẽ nóng dần lên, nó có thể gây cháy nếu như mẫu Natri quá lớn. Ta có phản ứng như sau : Na  H 2O  NaOH  1 H2 2 Do phản ứng sinh ra khí nên HS quan sát thấy được mẫu Natri chạy vòng quanh chậu nước. Và do khối lượng riêng của kim loại Natri nhẹ hơn nước nên HS thấy được hình ảnh mẫu Natri lơ lửng trên mặt nước. Nếu ta nhỏ vài giọt phenolphtalein vào chậu nước sau phản ứng ta sẽ thấy dung dịch sẽ có màu hồng  dung dịch sau phản ứng có tính bazơ (phù hợp với sản phẩm của phương trình) 2.5. Sử dụng bài tập để rèn kỹ năng quan sát 2.5.1. Đặt vấn đề trong dạy học Trong trường hợp này, GV thường sử dụng những bài tập mang tính chất có vấn đề đề HS quan sát và rút ra thêm những kiến thức thực tế liên hệ với bài học. Ví dụ 1: GV yêu cầu quan sát thí nghiệm sau: “Thổi khí CO2 vào dung dịch nước vôi trong cho đến dư”. Hãy mô tả hiện tượng quan sát được và giải thích Phân tích: Khi gặp yêu cầu này, HS sẽ cần nắm được những kiến thức liên quan đến bài học và bằng khả năng quan sát thì đưa ra lập luận để giải thích hiện tượng thí nghiệm. Trang 13 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền Khi khí CO2 tiếp xúc với dung dịch nước vôi trong thì thấy xuất hiện kết tủa trắng là CaCO3 theo phản ứng Ca(OH )2  CO2  CaCO3  H 2O Nhưng khi tiếp tục thổi khí CO2 thì sẽ làm tan kết trắng nên dung dịch trong trở lại. Phương trình phản ứng xảy ra như sau CaCO3  H 2O  CO2  Ca( HCO3 )2 Ví dụ 2 : Ở những vùng nông thôn ngày nay, chúng ta vẫn thường nghe người ta truyền nhau cách làm trong nước bằng phèn chua. Vậy tại sao phèn chua có khả năng làm trong nước? Hãy giải thích hiện tượng đó. Phân tích: Khi gặp yêu cầu này, HS sẽ cần nắm được những kiến thức liên quan đến bài học và bằng khả năng quan sát thì đưa ra lập luận để giải thích hiện tượng tự nhiên. Trong bài học, HS đã nắm được thành phần chính của phèn chua là: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O. Khi cho phèn chua vào trong nước thì lúc này ion Al3+ sẽ bị thủy phân tạo kết tủa dạng keo Al(OH)3 theo phương trình sau Al 3  3H 2O Al (OH )3  3H  Chính kết tủa keo này làm kết dính các chất bụi bẩn có trong nước và sẽ lắng xuống theo kết tủa. Vì vậy, mà nước trở nên trong hơn. 2.5.2. Nghiên cứu tài liệu mới Trong trường hợp này, GV thường sử dụng những bài tập mang tính chất dựa vào kiến thức cũ để gợi mở cho các em HS hoặc những thí nghiệm trực quan để học sinh quan sát và có thể rút ra những kiến thức cho bản thân mình. Ví dụ 1 : Hãy quan sát hiện tượng khi cho mẫu Natri vào chậu nước thủy tinh. Từ đó, em có thể rút ra những tính chất gì của Natri nói riêng cũng như kim loại kiềm nói chung. Phân tích: Khi quan sát các em sẽ thấy được từng hiện tượng sau:  Mẫu Natri tác dụng mãnh liệt với nước và sinh ra nhiệt nên chậu nước sẽ nóng dần lên, nó có thể gây cháy nếu như mẫu Natri quá lớn.  Mẫu Natri lơ lửng trong chậu nước.  Khi kết thúc phản ứng thì nghe thấy một tiếng nổ nhỏ.  Nếu nhỏ vài giọt dung dịch phenolphtalein thì dung dịch sẽ có màu hồng. Trang 14 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền Từ những hình ảnh quan sát được, HS đã có thể thu nhận những kiến thức mới cho bản thân về tính chất của kim loại Natri (hay kim loại kiềm):  Kim loại kiềm có khả năng phản ứng với nước tạo ra sản phẩm là kiềm.  Kết hợp với việc bảo toàn các nguyên tố trong phản ứng và hiện tượng là tiếng nổ nhỏ HS có thể viết phương trình như sau: Na  H 2O  NaOH  1 H2 2  Với hiện tượng mẫu Natri lơ lửng trong chậu nước phản ứng HS kết luận được tính chất vật lý của kim loại là có khối lượng riêng nhỏ hơn nước. Ví dụ 2 : Hãy viết cấu hình electron của các nguyên tố sau: Be (Z=4); Mg (Z=12); Ca (Z=20); Sr (Z=38); Ba (Z=56). Từ đó, rút ra cấu hình electron chung và tính chất hóa học cơ bản của kim loại kiềm. Phân tích: Khi gặp yêu cầu này, HS sẽ viết được cấu hình electron rút gọn của các kim loại trên như sau: Be : [He] 2s2 ; Mg : [Ne]3s2 ; Ca : [Ar] 4s2 ; Sr : [ Kr]5s2 ; Ba : [Xe]6s2 Quan sát những cấu hình trên, HS sẽ kết luận được cấu hình electron chung của các nguyên tố trên là: ns2  chúng là kim loại (vì có 2 electron ở lớp ngoài cùng) Từ cấu hình trên, HS rút ra nhận xét trong phản ứng hóa thì các nguyên tố trên có xu hướng nhường 2 electron để trở thành cation M2+  chúng có tính chất cơ bản là tính khử. Phương trình electron như sau: M  M2+ + 2e 2.5.3. Hoàn thiện kiến thức Trong trường hợp này, GV thường sử dụng những bài tập mang tính chất củng cố, ôn tập, luyện tập giúp HS ghi nhớ những kiến thức cũ đã được truyền tải và có thể áp dụng vào những trường hợp rộng hơn. Ví dụ 1: Có 4 lọ mỗi lọ đựng một dung dịch không màu: NaCl, Ba(OH)2, AlCl3, FeSO4. Hãy nhận biết dung dịch đựng trong mỗi lọ bằng phương pháp hóa học mà không dùng thêm thuốc thử nào khác. Phân tích: Khi gặp yêu cầu này, HS quan sát dữ kiện để phân tích bài tập như sau:  Đây là bài toán không được dùng thêm hóa chất. Trang 15 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền  Các dung dịch đều không màu do đó ta không thể nhận biết chúng bằng mắt thường.  Các dung dịch không có mùi đặc trưng do đó cũng không thể nhận biết chúng bằng màu sắc được.  Để giải được bài này ta phải trích các mẫu thử, cho các mẫu thử tác dụng với nhau quan sát hiện tượng từ đó để nhận biết ra các chất. Bước 1: Trích mẫu thử, cho chúng tác dụng với nhau. Quan sát hiện tượng. Mẫu thử Ba(OH)2 NaCl AlCl3 Kết tủa Ba(OH)2 tan dần FeSO4 Kết tủa NaCl AlCl3 FeSO4 Kết tủa tan dần Kết tủa Như vậy ta nhận biết được:  Không có hiện tượng gì với tất cả các chất là NaCl.  Có kết tủa trắng sau kết tủa tan dần là nhóm 1: Ba(OH)2, AlCl3.  Có kết tủa nâu đỏ là Ba(OH)2, FeSO4. Bước 2: Cho nhóm 1 vào nhóm 2 Dung dịch có kết tủa trắng xuất hiện nhận biết được Ba(OH)2 và FeSO4 còn lại AlCl3.  Phương trình phản ứng: 3 Ba(OH)2 + 2AlCl3  3BaCl2 + 2Al(OH)3 Ba(OH)2 + 2Al(OH)3  Ba(AlO2)2 + 4H2O Ba(OH)2 + FeSO4  BaSO4 + Fe(OH)2 Từ bài tập trên ta có thể thiết kế vô số bài tập nhận biết khi không dùng thêm thuốc thử bằng cách thay, thêm hoặc bớt các chất cần nhận biết có tính chất tương tự. Ví dụ 1: Trong tiết luyện tập “Kim loại kiềm – Kim loại kiềm thổ”, GV yêu cầu HS quan sát thí nghiệm: Sục từ từ khí CO2 cho đến dư vào dung dịch nước vôi trong. Giải thích các hiện tượng đã quan sát được. Trang 16 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền Phân tích: Khi gặp yêu cầu này, HS sẽ tập trung quan sát thí nghiệm mà GV tiến hành, sau đó sẽ vận dụng những kiến thức đã được học để giải thích các hiện tượng đó. Khi GV tiến hành thí nghiệm HS sẽ quan sát được những hiện tượng:  Ban đầu sẽ thấy dung dịch đục và có kết tủa trắng.  Sau đó kết tủa dần dần tan và dung dịch trong trở lại. Từ đó, HS sẽ giải thích hiện tượng bằng phương trình phản ứng Kết tủa trắng xuất hiện là do khí CO2 tác dụng với dung dịch nước vôi trong CO2  Ca(OH )2  CaCO3  H 2O Nhưng nếu tiếp tục sục khí CO2 vào cho đến dư, thì kết tủa đó sẽ bị tan theo phản ứng CO2  CaCO3  H 2O  Ca( HCO3 )2 TIỂU KẾT CHƢƠNG 2 Trong chương 2, chúng tôi đã trình bày những nội dung sau: 1. 5 nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập nhằm rèn luyện kỹ năng quan sát và phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh. 2. Quy trình 5 bước xây dựng hệ thống bài tập nhằm rèn luyện kỹ năng quan sát và phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh 3. Hệ thống bài tập hóa vô cơ lớp 12 cơ bản nhằm rèn luyện kỹ năng quan sát và phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh. 4. Sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học phần hóa vô cơ (lớp 12 cơ bản) nhằm rèn luyện kỹ năng quan sát và phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh:  Dùng bài tập khi nghiên cứu tài liệu mới.  Dùng bài tập khi đặt vấn đề trong dạy học.  Dùng bài tập khi hoàn thiện kiến thức. Trang 17 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. Mục đích thực nghiệm Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của HTBT trong việc rèn kỹ năng quan sát nhằm phát triển tư duy. 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm 3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm 3.3.1. Lựa chọn địa bàn và đối tượng thực nghiệm Chúng tôi lựa chọn 12 lớp (6 lớp TN và 6 lớp ĐC) học chương trình hóa học cơ bản ở ba trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu và thành phố Hồ Chí Minh. Bảng 3.1. Các lớp TN và ĐC Số TT 1 2 3 4 5 4 7 8 9 10 11 12 Lớp TN  ĐC TN1 ĐC1 TN2 ĐC2 TN3 ĐC3 TN4 ĐC4 TN7 ĐC7 TN8 ĐC8 Số HS 42 37 40 41 41 42 43 42 44 44 42 43 Lớp thực tế A1 A2 A3 A4 A6 A8 A9 A10 A2 A3 A4 A5 Trường GV tham gia TN sư phạm THPT Nguyễn Văn Cừ – Tp. HCM Bùi Thị Hiền Trường Lương Văn Can – Tp. HCM Ngô Ngọc Huỳnh Hân Trường THPT Long Hải – Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Bùi Thị Lệ Huyền 3.3.2. Nội dung thực nghiệm 3.4. Tiến hành thực nghiệm 3.4.1. Chọn lớp TN và ĐC 3.4.2. Trao đổi với GV về việc hướng dẫn HS sử dụng HTBT và phương pháp tiến hành TN 3.4.3. Giao HTBT và hướng dẫn HS sử dụng 3.4.4. Kiểm tra 3.5. Phƣơng pháp xử lý kết quả thực nghiệm. Trang 18 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền 3.5.1. Kết quả thực nghiệm. Bảng 3.2. Điểm bài kiểm tra 15 phút của học sinh trường Nguyễn Văn Cừ Trường Lớp Đối Điểm xi Số Điểm tượng HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TB A1 TN1 42 0 0 1 2 2 3 9 9 10 8 2 6.96 THPT A2 ĐC1 37 0 0 2 2 2 7 8 7 4 7 1 6.38 Nguyễn A3 TN2 40 0 0 0 0 3 6 11 12 6 3 3 6.75 A4 ĐC2 41 0 0 1 1 3 8 13 10 5 2 1 6.20  TN 82 0 0 1 2 5 9 20 21 16 11 5 6.86  ĐC 78 0 0 3 3 5 15 21 17 10 2 6,29 PT Văn Cừ 9 Bảng 3.3. Điểm bài kiểm tra 15 phút của học sinh trường Lương Văn Can Trường Lớp Đối Điểm xi Số Điểm tượng HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TB A6 TN3 41 0 0 0 0 1 6 4 11 7 2 1 6.84 Trường A8 ĐC3 42 0 0 0 1 2 7 7 9 5 1 0 6.25 Lương A9 TN4 43 0 0 0 0 3 4 3 10 8 4 0 6.88 A10 ĐC4 42 0 0 1 2 4 4 5 8 6 2 0 6.13  TN 84 0 0 0 0 4 10 7 21 15 6 1 6.86  ĐC 84 0 0 1 3 6 11 12 17 11 3 0 6.19 PT Văn Can Trang 19 GVHD: TS. Nguyễn Thị Bích Hiền Hv: Bùi Thị Hiền Bảng 3.4. Điểm bài kiểm tra 15 phút của học sinh trường Long Hải Trường Đối Lớp THPT Long Hải Điểm tượng HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TB A2 TN7 44 0 0 1 1 5 3 7 8 10 8 1 6.82 A3 ĐC7 44 0 0 1 2 6 5 8 8 8 6 0 6.34 A4 TN8 42 0 0 0 1 5 5 7 7 8 7 2 6.81 A5 ĐC8 43 0 0 1 1 6 7 6 9 6 6 1 6.40  TN 86 0 0 1 2 10 8 14 15 18 15 3 6,82  ĐC 87 0 0 2 3 12 12 14 17 14 12 1 6.37 PT Trường Điểm xi Số Bảng 3.5. Bảng phân phối tần suất lũy tích Điểm Xi Lớp Số HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 82 0 0 0.6 2.8 9.5 19.6 35.4 57.9 81.3 95.3 100 ĐC 78 0 0 1.9 6.1 14.4 29.8 52.9 74.4 88.1 98.1 100 TN 84 0.0 2.1 4.2 8.3 18.8 39.6 58.3 72.9 87.5 97.9 100.0 ĐC 84 0.0 2.1 10.6 25.5 44.7 57.4 74.5 85.1 93.6 97.9 100.0 TN 86 0.0 0.0 2.0 ĐC 87 0.0 3.8 11.5 21.2 36.5 61.5 80.8 92.3 98.1 100.0 100.0 5.9 13.7 43.1 68.6 84.3 94.1 100.0 100.0 % HS đạt điểm xi trở xuống Các đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra 15 phút 120 120.0 100 100.0 80 TN 60 ĐC 40 80.0 TN ĐC 60.0 40.0 20 0 20.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.0 Điểm kiểm tra 0 Hình 3.1. Trường Nguyễn Văn Cừ Trang 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hình 3.2. Trường Lương Văn Can