Tài liệu 7673141 tai lieu thuc hanh hoa hoc (3)

Lời nói đầu Thực hiện Đề án phát triển hệ thống trường THPT chuyên giai đoạn 20102020, nhằm nâng cao chất lượng dạy học trong các trường THPT chuyên và phát triển chuyên môn cho giáo viên dạy các môn chuyên, Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức biên soạn tài liệu “Hướng dẫn Thí nghiệm thực hành trường THPT chuyên môn Hóa học”. Để đáp ứng yêu cầu đổi mới dạy học và thi chọn học sinh giỏi môn hóa học THPT, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã mời các cán bộ quản lý chỉ đạo dạy học, các giảng viên đại học và các nhà khoa học có nhiều thành tích trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi và nghiên cứu khoa học, giáo viên trực tiếp giảng dạy chương trình chuyên hóa học tham gia viết các bài thực hành. Nội dung các bài gồm các chủ đề sau: Phần 1. Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành môn hóa học Phần 2. Một số bài thí nghiệm thực hành môn hóa học Gồm 10 bài, mỗi bài được viết theo cấu trúc - Mục đích thí nghiệm - Cơ sở lý thuyết - Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm - Các bước tiến hành thí nghiệm - Một số lưu ý để thí nghiệm thực hiện thành công - Phân tích kết quả thí nghiệm và báo cáo - Câu hỏi kiểm tra và mở rộng Mặc dù tài liệu được viết công phu, có qua đọc góp ý, thẩm định và biên tập nội dung nhưng không thể tránh khỏi còn có những sơ xuất nhất định. Các tác giả mong nhận được góp ý của quý thầy cô. Trân trọng cám ơn. MỤC LỤC NỘI DUNG HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG TÀI LIỆU Phần 1. Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành môn hóa học A. MỘT SỐ ĐỊNH HƯỚNG THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM CÁC MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN I. Vai trò của dạy học thực hành đối với học sinh trường THPT chuyên TRANG 7 8 12 II. Thực trạng thí nghiệm thực hành môn hóa học THPTvà các giải pháp cải tiến thực trạng 13 III. Những yêu cầu cần thiết cho việc dạy thực hành hóa học có hiệu quả 15 B. QUY TẮC LÀM VIỆC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC I. An toàn khi làm việc với axit và kiềm 17 II. Quy tắc làm việc với hóa chất thí nghiệm 18 C. CÁC CẢNH BÁO VỀ CÁC NGUY HIỂM CÓ THỂ GẶP VÀ KHUYẾN CÁO VỀ AN TOÀN TRONG KHI LÀM THÍ NGHIỆM 1. Cảnh báo các nguy cơ đă ̣c biê ̣t (Kí hiệu R - Risk 20 2. Khuyến cáo về an toàn (Kí hiệu S - Safety 21 D. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ CHẤT THẢI NGUY HẠI 25 E. MỘT SỐ KĨ NĂNG, THAO TÁC CƠ BẢN VỀ CHUẨN ĐỘ TRONG THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH HÓA HỌC Phần 2. 29 Một số bài thí nghiệm thực hành môn hóa học BÀI 1. PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ Thí nghiệm 1: Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm 32 Thí nghiệm 2. Oxi tác dụng với kim loại và phi kim 37 Thí nghiệm 3. Phản ứng giữa một số kim loại Fe, Cu với H2SO4 loãng hoặc đặc, nóng và Phản ứng giữa kim loại Fe với dung dịch muối CuSO4. 41 Thí nghiệm 4. Phản ứng oxi hoá - khử ở nhiệt độ cao và nhờ môi trường. 44 Bài 2. TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG – CÂN BẰNG HOÁ HỌC Thí nghiệm 1. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng Thí nghiệm 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hoá học Bài 3. TÍNH CHẤT AXIT – BAZƠ CỦA MỘT SỐ CHẤT – CHUẨN 46 50 ĐỘ AXIT – BAZƠ – CÂN BẰNG TẠO PHỨC TRONG DUNG DỊCH Thí nghiệm 1. Xác định pH của một số dung dịch có cùng nồng độ 0,01M Thí nghiệm 2. Chuẩn độ axit – bazơ, dùng chỉ thị quỳ tím, phenolphtalein, metyl da cam Thí nghiệm 3. Sự tạo thành phức chất [Cu(NH3 4]2+ và sự phân hủy phức chất 53 58 này bằng axit Thí nghiệm 4. Sự tạo thành kết tủa AgCl (từ dung dịch AgNO3 và dung dịch 65 HCl . Sự hòa tan kết tủa AgCl bằng dung dịch NH3 Bài 4. NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA ANDEHIT-XETON, 67 AXIT CACBOXYLIC Thí nghiệm 1: Phản ứng oxi hóa fomandehit bằng thuốc thử Thí nghiệm 2: Tính chất hóa học đặc trưng của axeton 69 Thí nghiệm 3: Phản ứng este hóa 73 Thí nghiệm 4: Phản ứng điều chế CH3COOH từ CH3COONa 77 Bài 5. TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ CHẤT HỮU CƠ 81 Thí nghiệm 1: Xác định chỉ số axit của chất béo Thí nghiệm 2: Phản ứng của glucozơ với thuốc thử Tolen, Felinh, Benedict 83 và nước brom Thí nghiệm 3: Sự thủy phân của tinh bột 84 Thí nghiệm 4: Một số phản ứng màu của amino axit và protein 88 Bài 6. THỰC HÀNH TỰ CHỌN VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ 92 Xác định hàm lượng axit axetylsalixylic (CH3COOC6H4COOH có trong viên thuốc aspirin Bài 7. PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG AXIT ASCORBIC 94 TRONG VIÊN THUỐC VITAMIN C 99 Bài 8. THỰC HÀNH TỰ CHỌN VỀ TỔNG HỢP HỮU CƠ 2 GIAI ĐOẠN Giai đoạn 1- Điều chế axit benzoic bằng PHẢN ỨNG OXY HÓA toluen với KMnO4 nóng. 105 Giai đoạn 2- Điều chế etylbenzoat bằng PHẢN ỨNG ESTE HÓA 109 BÀI 9. NHẬN BIẾT VÀ TÁCH CÁC ION TRONG DUNG DỊCH 9.1. NHẬN BIẾT MỘT SỐ ION THÔNG DỤNG CÓ TRONG DUNG DỊCH HỖN HỢP BẰNG MỘT PHẢN ỨNG 113 9.2. TÁCH VÀ NHẬN BIẾT MỘT SỐ ION THÔNG DỤNG THUỘC CÁC NHÓM PHÂN TÍCH KHÁC NHAU CÓ TRONG DUNG DỊCH HỖN HỢP 118 Bài 10. CHUẨN ĐỘ COMPLEXON; Xác định ion kim loại dùng phép đo complexon. 121 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG TÀI LIỆU Cuốn tài liệu này được sử dụng cùng với cuốn “Tài liệu bồi dưỡng phát triển chuyên môn cho giáo viên trường THPT chuyên năm 2011 môn Hóa học”. Có hai điều cần tránh là: - Chỉ khi nào có đủ trang thiết bị, hóa chất, mẫu vật như trong tài liệu thì mới có thể tiến hành thực hành được. Ta có thể chọn những thí nghiệm thực hành phù hợp với điều kiện của địa phương để thực hiện trước, đồng thời có kế hoạch khắc phục khó khăn trở ngại để thực hiện hết các bài thực hành trong những năm sau. - Nếu cho rằng chỉ cần thực hiện như nội dung các bài thực hành trong tài liệu là tốt rồi. Những nơi có điều kiện về trang thiết bị và giáo viên có thể mở rộng nội dung bài thực hành. Trong cuốn “Tài liệu bồi dưỡng phát triển chuyên môn cho giáo viên trường THPT chuyên năm 2011 môn hóa học” có giới thiệu rất nhiều bài thực hành khác nữa. Để sử dụng tài liệu hiệu quả nhất xin lưu ý mấy điểm sau: - Đọc kĩ nội dung bài thực hành, căn cứ vào thực tiễn địa phương để quyết định mục tiêu cụ thể cho từng nội dung thực hành thí nghiệm đã chọn. - Nghiên cứu phần cơ sở lí thuyết của thí nghiệm thực hành. Đây chính là căn cứ để giải thích các hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm. - Nhất định học sinh phải thành thạo các bước: kiểm tra dụng cụ thiết bị, hóa chất, mẫu vật; trình tự các bước làm thí nghiệm thực hành và phải được hướng dẫn chi tiết các thao tác cơ bản trong thí nghiệm thực hành. - Giáo viên cần nghiên cứu thật kĩ nội dung “phân tích kết quả thí nghiệm và báo cáo” để hướng dẫn học sinh ghi chép kết quả thực hành, xử lí các số liệu thu được, trình bày báo cáo. - Phần câu hỏi kiểm tra và mở rộng là những gợi ý bước đầu. Trong thực tiễn dạy học thực hành giáo viên có thể đưa thêm nhiều tình huống mới để kích thích tư duy cho học sinh. Phần 1. Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành môn hóa học A. MỘT SỐ ĐỊNH HƯỚNG THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM CÁC MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trong mỗi nhà trường, đội ngũ GV luôn là một trong những nhân tố quan trọng nhất góp phần quyết định sự phát triển của một nhà trường, bởi lẽ chính họ là người tổ chức thực hiện có hiệu quả các khâu của quá trình dạy học, giáo dục và phát triển chuyên môn, phát triển nhà trường. Trong các trường THPT chuyên, đội ngũ GV cốt cán, đầu đàn về chuyên môn lại càng có vai trò quan trọng hơn, là những nhân tố tích cực, là tấm gương trong việc rèn luyện đạo đức, tự học, sáng tạo để phát hiện, bồi dưỡng những học sinh năng khiếu để tạo nguồn tiếp tục đào tạo thành nhân tài, đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước trong thời kỳ CNH, HĐH, hội nhập quốc tế. Hơn nữa, trường THPT chuyên được định hướng xây dựng thành đây là hình mẫu của các trường THPT về cơ sở vật chất, đội ngũ GV và tổ chức các hoạt động giáo dục, thì đội ngũ GV trường chuyên nói chung, đội ngũ GV cốt cán nói riêng lại càng có vị trí rất quan trọng. Ở một khía cạnh nào đó, GV cốt cán có thể coi là những GV đầu đàn, có những phẩm chất cần thiết của những cán bộ quản lý, và việc phát triển đội ngũ GV đầu đàn chính là nguồn phát triển đội ngũ CBQL nhà trường phổ thông và ngành giáo dục và đào tạo trong tương lai. Trong những năm qua, đội ngũ GV trường chuyên được hình thành từ nhiều nguồn khác nhau, đã có đóng góp hết sức to lớn vào việc phát hiện, bồi dưỡng năng khiếu cho học sinh; góp phần quan trọng làm nên những thành tích rất vẻ vang của học sinh Việt Nam trên đấu trường trí tuệ quốc tế. Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm rất căn bản, hiện nay một số giáo viên chuyên chưa đáp ứng được yêu cầu đổi mới cả về số lượng và trình độ, thiếu các kỹ năng nghiên cứu phát triển chương trình và tài liệu; khả năng xác định mục tiêu giáo dục và dạy học qua từng bài học, môn học còn yếu; kỹ năng dạy học, nhất là dạy học thực hành còn hạn chế, khả năng NCKH và hướng dẫn học sinh NCKH còn hạn chế. Trước bối cảnh đó, với sự tham mưu của Bộ GDĐT, ngày 24/6/2010, Thủ tướng Chính phủ đã ký Quyết định số 959/QĐ-TTg phê duyệt đề án Phát triển hệ thống trường THPT chuyên giai đoạn 2010-2020. Trong Đề án, nội dung phát triển đội ngũ giáo viên, cán bộ quản lý trong các chuyên được hết sức coi trọng. Đề án xác định: “Chú trọng xây dựng đội ngũ GV đầu đàn về hoạt động chuyên môn trong hệ thống trường trung học phổ thông chuyên, tạo điều kiện giúp họ trở thành những nhân tố tích cực, là tấm gương trong việc rèn luyện đạo đức, tự học, sáng tạo và xây dựng mạng lưới hoạt động của đội ngũ này trên toàn quốc. Cụ thể: (1 Bổ sung, hoàn thiện các quy định về cơ cấu, định mức GV, nhân viên; về công tác tuyển dụng, luân chuyển GV trường chuyên; ban hành quy định về tiêu chuẩn GV, CBQL trường THPT chuyên trên cơ sở chuẩn nghề nghiệp GV, chuẩn hiệu trưởng trường trung học và các quy định khác về GV, CBQL trường THPT; (2 Tiến hành rà soát, đánh giá, sắp xếp lại đội ngũ CBQL, GV và nhân viên để có kế hoạch tuyển dụng, bồi dưỡng nhằm đảm bảo đủ số lượng, cân đối về cơ cấu và nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ, năng lực làm việc; (3 Chú trọng xây dựng đội ngũ GV đầu đàn về hoạt động chuyên môn trong hệ thống trường THPT chuyên, tạo điều kiện giúp họ trở thành những nhân tố tích cực, là tấm gương trong việc rèn luyện đạo đức, tự học, sáng tạo và xây dựng mạng lưới hoạt động của đội ngũ này trên toàn quốc; (4 Tăng cường công tác bồi dưỡng nâng cao năng lực chuyên môn, nghiệp vụ, tin học và ngoại ngữ cho cán bộ quản lý, giáo viên trường chuyên. - Định hướng nội dung bồi dưỡng GV chuyên phù hợp với từng giai đoạn. Tăng cường việc bồi dưỡng cho CBQL về kiến thức, kỹ năng quản lý; bồi dưỡng cho GV về đổi mới PPDH, đổi mới KTĐG, nâng cao năng lực phát triển chương trình, tài liệu môn chuyên, năng lực tổ chức các hoạt động giáo dục; - Tổ chức các khóa bồi dưỡng tiếng Anh, tin học cho CBQL, GV; đưa đi bồi dưỡng tiếng Anh tại nước ngoài các GV giảng dạy tiếng Anh trong các trường chuyên; - Tổ chức các khóa đào tạo ngắn, dài hạn trong, ngoài nước về giảng dạy bằng tiếng Anh cho GV dạy các môn toán, vật lí, hóa học, sinh học, tin học, để từng bước thực hiện dạy học các môn học này bằng tiếng Anh trong các trường chuyên; - Xây dựng các diễn đàn trên internet để GV và HS trao đổi kinh nghiệm giảng dạy và học tập; tổ chức các hội thảo trao đổi kinh nghiệm giữa các trường chuyên với các cơ sở giáo dục trong, ngoài nước có đào tạo, bồi dưỡng HS năng khiếu. Để thực hiện định hướng trên của đề án, có nhiều việc phải làm, trong đó công tác bồi dưỡng nâng cao năng lực chuyên môn và nghiệp vụ của đội ngu GV có vai trò rất quan trọng. Bộ GDĐT (trực tiếp là Vụ GDTrH và Chương trình phát triển GDTrH tổ chức Hội thảo, tập huấn cho CBQL, GV cốt cán các trường chuyên trong cả nước lần thứ 2 – Năm 2011 . 1. Mục tiêu 1.1. Thống nhất được định hướng nội dung, phương thức bồi dưỡng GV trường THPT chuyên giai đoạn 2011–2015 và kế hoạch bồi dưỡng từng năm. 1.2. Trang bị cho GV một số nội dung chuyên đề vừa thiết thực phục vụ ngay cho việc dạy học ở trường THPT chuyên; vừa nâng cao tiềm lực của giáo viên các trường chuyên (Dạy một số chuyên đề chuyên sâu; đổi mới PPDH, KTĐG trong trường THPT chuyên; đổi mới công tác đánh giá học sinh giỏi; tổ chức dạy thực hành….). 1.3. Hình thành mối liên kết về trao đổi thông tin, hỗ trợ nhau trong giảng dạy của các GV dạy môn chuyên giữa các trường chuyên, tạo cơ sở bước đầu cho việc hình thành mạng lưới GV cốt cán giữa các trường chuyên theo khu vực, toàn quốc. 2. Nội dung 2.1. Tổ chức Hội thảo để đội ngũ GV cốt cán các trường THPT chuyên được cùng nhau nghiên cứu, trao đổi, thống nhất những nội dung cơ bản, trọng tâm về định hướng nội dung, phương thức bồi dưỡng GV trường THPT chuyên giai đoạn 2011 – 2015 và kế hoạch bồi dưỡng từng năm. 2.2. Tổ chức tập huấn một số chuyên đề vừa thiết thực phục vụ ngay cho việc dạy học ở trường THPT chuyên hiện nay; vừa nâng cao tiềm lực của GV các trường chuyên. Cụ thể: Dạy một số chuyên đề chuyên sâu; Đổi mới PPDH, Đổi mới KTĐG; Tổ chức dạy thực hành…. 2.3. Xây dựng cơ chế liên kết về trao đổi thông tin, hỗ trợ nhau trong giảng dạy của các GV dạy môn chuyên giữa các trường chuyên, tạo cơ sở bước đầu cho việc hình thành mạng lưới GV cốt cán giữa các trường chuyên theo khu vực, toàn quốc. Góp phần Rèn luyện một số phẩm chất của người giáo viên cốt cán như khả năng tổ chức hoạt động, tư vấn, tạo động lực cho đồng nghiệp, xử lý các tình huống liên quan đến chuyên môn. Những vấn đề trên, các anh chị em GV cốt cán cần nắm kỹ để có thể về tập huấn lại giúp cho mọi GV của trường quán triệt trong từng bước của bài dạy, từng bài, từng chương hoặc chủ đề, từng lớp học của từng môn học; đồng thời hướng tới việc hình thành một mạng lưới GV đầu đàn toàn quốc. Để việc tập huấn có chất lượng, hiệu quả cao, Bộ GDĐT đề nghị Ban Tổ chức, các giảng viên thực hiện việc tập huấn theo phương thức mở: “Cùng nhau tổ chức, cùng nhau xây dựng nội dung, cung nhau đánh giá và thụ hưởng kết quả tập huấn”; tạo điều kiện hỗ trợ tối đa cho học viên trong điều kiện có thể được. Các anh chị học viên cần thực hiện nghiêm túc các quy định của ban tổ chức nhằm đảm bảo khóa học có chất lượng, hiệu quả và mỗi học viên đều là các báo cáo viên giỏi tại các lớp bồi dưỡng giáo viên tại địa phương, cơ sở giáo dục. Nhân dịp này, thay mặt Bộ GDĐT và Ban tổ chức, chúng tôi xin ghi nhận và cảm ơn sự giúp đỡ, hỗ trợ của thầy cô giáo là tác giả tài liệu đồng thời cũng là các báo cáo viên; cảm ơn các cơ quan liên quan đã góp phần làm cho đợt tập huấn diễn ra thuận lợi. Xin kính chúc các đồng chí đại biểu, các thầy cô giáo, các anh chị sức khỏe, hạnh phúc; chúc đợt tập huấn thành công./. I. Vai trò của dạy học thực hành đối với học sinh trường THPT chuyên “… Không thể hình dung được việc giảng dạy hóa học trong nhà trường mà lại không có quan sát, không có thí nghiệm học tập.” B.P. Exipốp (trong cuốn những cơ sở của LLDH). Quan sát và thí nghiệm là các phương pháp nghiên cứu cơ bản của khoa học tự nhiên, của các môn khoa học thực nghiệm, trong đó có môn hóa học. Hóa học là một khoa học đã và sẽ không thể phát triển được nếu không có quan sát, thí nghiệm. Quan sát và thí nghiệm đã tạo khả năng cho các nhà khoa học phát hiện và khai thác các sự kiện, hiện tượng mới, xác định những quy luật mới, rút ra những kết luận khoa học và tìm cách vận dụng vào thực tiễn. Đối với quá trình dạy học các môn khoa học tự nhiên, khoa học thực nghiệm, quan sát và thí nghiệm cũng là phương pháp làm việc của học sinh (HS , nhưng với HS những bài tập quan sát hoặc các thí nghiệm được giáo viên (GV trình bày hay do chính các em tiến hành một cách độc lập (thực hành quan sát, thí nghiệm của HS dưới sự tổ chức, hướng dẫn của GV thường để giải quyết những vấn đề đã biết trong khoa học, rút ra những kết luận cũng đã biết tuy vậy đối với các em HS vẫn là mới. Thông qua quan sát, thí nghiệm, bằng các thao tác tư duy phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa và khái quát hóa giúp các em xây dựng các khái niệm. Bằng cách đó các em nắm kiến thức một cách vững chắc và giúp cho tư duy phát triển. Quan sát và thí nghiệm đòi hỏi phải có những thiết bị dạy học như tranh ảnh, mô hình, các mẫu vật tự nhiên và các phương tiện thiết bị phục vụ cho việc tiến hành các thí nghiệm. Quan sát và thí nghiệm không chỉ cho phép HS lĩnh hội tri thức một cách sâu sắc, vững chắc mà còn tạo cho các em một động lực bên trong, thúc đẩy các em thêm hăng say học tập. Tục ngữ có câu “Trăm nghe không bằng một thấy, trăm thấy không bằng một làm/ một sờ”, đủ nói lên vai trò của quan sát thí nghiệm. Người Ấn Độ và người Trung Hoa cũng đã nói: “Nghe thì quen, nhìn thì nhớ, làm thì hiểu”. Những kết quả phân tích trên đây không chỉ cho chúng ta thấy rõ tầm quan trọng của thí nghiệm thực hành hóa học (TNTHHH mà còn nhấn mạnh đến phương pháp sử dụng các TNTHHH đó như thế nào để có thể đạt được hiệu quả cao, đáp ứng mục tiêu dạy học hiện nay của sự nghiệp giáo dục. II. Thực trạng thí nghiệm thực hành môn hóa học THPT và các giải pháp cải tiến thực trạng Hiện nay số lượng và chất lượng TNTHHH chưa đáp ứng được yêu cầu của việc dạy học nói chung và đặc biệt là yêu cầu việc đổi mới dạy học nói riêng. Tình trạng đó có thể có nhiều nguyên nhân, phần vì kinh phí cho khu vực này còn hạn hẹp tuy đã có nhiều cố gắng, phần vì trách nhiệm của nhà sản xuất (còn mà không dùng được, dùng được thì cũng chóng hỏng , phần vì thiếu một sự quản lí chỉ đạo, động viên những người tốt, việc tốt trong sử dụng và cải tiến sáng tạo TNTHHH hiện có… Như đã phân tích, hiệu quả dạy học còn tùy thuộc vào phương pháp sử dụng các TNTHHH. Nếu một bức tranh, một thí nghiệm chỉ được sử dụng để minh họa và củng cố những điều GV đã trình bày đầy đủ về phương diện lý thuyết sẽ hạn chế mất tư duy sáng tạo của HS, HS hầu như không thu lượm được thêm gì về mặt kiến thức, nếu không phải chỉ là để rèn luyện kĩ năng quan sát, thí nghiệm. Nhưng nếu được sử dụng theo con đường tìm tòi nghiên cứu (khám phá để đi đến kiến thức cần lĩnh hội (kiến thức mới sẽ có ý nghĩa khác cơ bản so với loại hình thí nghiệm trên, nó giúp HS có điều kiện, cơ hội phát triển tư duy sáng tạo một phẩm chất và năng lực cần có ở con người mới mà nhà trường có trách nhiệm đào tạo. Đi theo con đường này, sau khi đã hiểu được nhiệm vụ cần làm sáng tỏ (mục đích của thí nghiệm bằng tư duy tích cực, HS sẽ hình thành được các giải định (trong nghiên cứu khoa học đây chính là bước xây dựng giả thuyết về vấn đề nghiên cứu (từ sự nảy sinh câu hỏi: “Điều gì sẽ xảy ra nếu…?” Câu hỏi được hình thành từ những liên tưởng dựa trên vốn kiến thức và kinh nghiệm có của HS. Khi giả định được hình thành, trong đó hàm chứa con đường phải giải quyết, HS dự kiến kế hoạch giải quyết để chứng minh cho giả định đã nêu. Hai bước nêu giả định và dự kiến kế hoạch giải quyết chứng minh cho giả định là hai bước đòi hỏi tư duy tích cực và sáng tạo. Đây là những cơ hội rèn luyện tu duy sáng tạo cho HS rất tốt, là giai đoạn tiến hành thí nghiệm tưởng tượng (“thí nghiệm trong tư duy” định hướng cho hành động thí nghiệm tiếp theo dựa trên kế hoạch đã được HS thiết kế (kế hoạch dự kiến . Cuối cùng, căn cứ vào kết quả của thí nghiệm, HS rút ra kết luận, nghãi là HS lĩnh hội được kiến thức từ thí nghiệm mà không phải do thày truyền đạt và HS tiếp thu một cách thụ động. Hiện nay hầu hết các bài thực hành thí nghiệm sinh học ở THPT trong chương trình và SGK được bố trí ở cuối mỗi chương chỉ mang tính chất củng cố minh họa cho các kiến thức lý thuyết đã được trình bày trong các bài học của chương trình dưới hình thức phần lớn là “bày sẵn” từng bước cho HS. Hơn nữa số tiết thực hành quy định trong chương trình và SGK cũng còn rất hạn chế. Rồi đây, chắc chắn số tiết này có thể sẽ được nâng lên cho phù hợp với xu thế chung của giáo dục thế giới và tương ứng với tính chất của các môn khoa học thực nghiệm. Trước mắt trong khi chờ đợi, đòi hỏi lòng nhiệt tâm vì sự nghiệp giáo dục của các thầy cô đang tiến hành các bài thực hành hiện có theo phương thức mới ở những nội dung phù hợp và cũng có thể bổ sung thêm các thí nghiệm vào các tiết dạy khi có thể và có điều kiện thích hợp. Trong tài liệu này, ngoài một số thí nghiệm thực hành đã quen thuộc, chúng tôi sẽ giới thiệu một số thí nghiệm thực hành có tính chất gợi ý để các đơn vị tham khảo và vận dụng trong điều kiện có thể, cũng có thể tiến hành hình thức ngoại khóa hoặc đi đến các cơ sở có điều kiện về trang thiết bị thí nghiệm thực hành sinh học để học tập. III. Những yêu cầu cần thiết cho việc dạy thực hành hóa học có hiệu quả Dạy thực hành, mục đích chính là rèn các kỹ năng thao tác chân tay, các đức tính kiên nhẫn, biết chấp nhận thất bại và tự tìm cách khắc phục thất bại để đạt được mục đích của mình. Vì vậy học sinh phải tự mình làm thí nghiệm cho dù các thao tác ban đầu còn vụng về và thường xuyên thất bại. Như vậy, nếu quan niệm thực hành chỉ là minh họa, trình diễn để học sinh xem thì việc tổ chức cho cả lớp học sinh vào một phòng thí nghiệm làm cùng lúc là được nhưng học sinh không thể hình thành được kỹ năng cũng như rèn luyện được những đức tính cần thiết của người làm khoa học. Còn nếu để học sinh tự làm thì lại phải chia lớp thành các nhóm nhỏ tối đa khoảng 10 em thì các em mới có thể tự làm thí nghiệm được và học sinh chỉ hình thành được kỹ năng khi được làm đi làm lại nhiều lần một kỹ năng nhất định. Một quan niệm không đúng về dạy thực hành là giáo viên thường không đưa ra các tình huống khác thường để dạy học sinh cách phân tích rút ra các kết luận phù hợp cũng như không biết cách tìm ra nguyên nhân khi thí nghiệm không thành công. Học sinh được yêu cầu phải tìm ra nguyên nhân (đưa ra giả thuyết và làm thí nghiệm chứng minh giả thuyết của mình là đúng. Như vậy mục đích cốt lõi của dạy thực hành là rèn các kỹ năng khéo léo trong các thao tác tay chân, các kỹ năng bố trí thí nghiệm, thu thập kết quả, giải thích kết quả thực nghiệm, lý giải đưa ra các giả thuyết và tự tiến hành các thí nghiệm chứng minh giả thuyết của mình là đúng chứ không đơn thuần là minh họa cho các bài lý thuyết. Như vậy dạy thực hành phát triển các kỹ năng tổng hợp và do vậy tất cả các học sinh cần được dạy thực hành. Lưu ý là ngay cả trong các kỳ thi Olympic hóa học Quốc tế có sử dụng các trang thiết bị hiện đại như trắc quang, điện di, sắc ký, quang phổ vv... thì điểm của học sinh cao hay thấp không phụ thuộc vào thiết bị trừ phi học sinh chưa được làm quen với thiết bị đó. Vì sử dụng thiết bị hiện đại cũng chỉ để thu thập số liệu, trong khi đó các kỹ năng đơn giản như pha loãng hóa chất, xử lý số liệu thu được như vẽ đồ thị, rút ra các két luận phù hợp, biết cách sắp xếp thời gian hợp lý vv... lại quyết định kết quả cuối cùng. Qui trình cho một bài thí nghiệm có thể gồm các bước như sau: - Chuẩn bị thí nghiệm: GV phải có kế hoạch đảm bảo chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, hóa chất, mẫu vật và các điều kiện cần thiết khác để thí nghiệm thành công. Có thể giao cho HS chuẩn bị nhưng phải kiểm tra. - Bước 1: GV nêu mục tiêu thí nghiệm (hoặc hướng dẫn học sinh phát biểu mục tiêu thực hành , phải đảm bảo mỗi HS nhận thức rõ mục tiêu làm thí nghiệm để làm gì? Phổ biến nội qui an toàn phòng thí nghiệm: Ngay khi bắt đầu một bài thực hành, giáo viên cần phải hướng dẫn cho học sinh về qui tắc an toàn trong phòng thí nghiệm. Điều này là hết sức cần thiết và phải làm ngay mỗi lần học sinh vào phòng thí nghiệm. Bên cạnh đó cũng cần phổ biến cách cấp cứu trong những trường hợp cần thiết như bỏng hóa chất, băng bó khi bị thương vv... - Bước 2: GV hướng dẫn HS cách tiến hành thí nghiệm, phải đảm bảo mỗi HS nhận thức rõ làm thí nghiệm như thế nào? Bằng cách nào? Giáo viên giới thiệu qui trình thí nghiệm: Học sinh có thể tự đọc qui trình thí nghiệm nếu có sẵn trong SGK hoặc giáo viên giới thiệu cho từng học sinh. Sau đó học sinh tự kiểm tra các loại hóa chất thiết bị, mẫu vật xem có đáp ứng được với yêu cầu bài thực hành hay không. Tiến hành thí nghiệm: Học sinh tự tiến hành thí nghiệm theo qui trình đã cho để thu thập số liệu. - Bước 3: Mô tả kết quả thí nghiệm. HS viết ra (hoặc nói ra các kết quả mà họ quan sát thấy trong quá trình làm thí nghiệm. Xử lý số liệu thực nghiệm: Học sinh xử lý số liệu và viết báo cáo thí nghiệm nộp cho giáo viên. Cuối buổi giáo viên có thể đưa ra các tình huống khác với thí nghiệm để học sinh suy ngẫm và tìm cách lý giải. Giải thích các hiện tượng quan sát được: đây là giai đoạn có nhiều thuận lợi để tổ chức HS học theo phương pháp tích cực. GV có thể dùng hệ thống câu hỏi dẫn dắt theo kiểu nêu vấn đề giúp HS tự giải thích các kết quả. - Rút ra kết luận cần thiết: GV yêu cầu HS căn cứ vào mục tiêu ban đầu trước khi làm thí nghiệm để đánh giá công việc đã làm. - Chú ý: Các thí nghiệm hóa học có thể là thí nghiệm định tính hay định lượng. Các thí nghiệm định tính thì không nên quá tiết kiệm nguyên liệu, sẽ khó quan sát kết quả. Các thí nghiệm định lượng thì cần chính xác hàm lượng các chất làm thí nghiệm mới có kết quả. - Tóm tắt quy trình một bài thực hành Bước 1. Xác định mục tiêu (cho GV và cho HS . Yêu cầu của bước này là HS phải nhận thức được và phát biểu rõ mục tiêu (trả lời câu hỏi: để làm gì? Bước 2. Kiểm tra kiến thức cơ sở và kiểm tra sự chuẩn bị thực hành (trả lời câu hỏi: có làm được không? . Bước 3. Xác định nội dung thực hành (trả lời câu hỏi: làm như thế nào? Bước 4. Tiến hành các hoạt động thực hành (trả lời câu hỏi: quan sát thấy gì? thu được kết quả ra sao? . Bước 5. Giải thích và trình bày kết quả, rút ra kết luận (trả lời câu hỏi: tại sao? Mục tiêu đã hoàn thành hay chưa? . Viết báo cáo thực hành. B. QUY TẮC LÀM VIỆC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC I. An toàn khi làm việc với axit và kiềm 1. An toàn khi làm việc với axit: - Phải làm việc trong tủ hút bất cứ khi nào đun nóng axit hoặc thực hiện phản ứng với các hơi axit tự do. - Khi pha loãng, luôn phải cho axit vào nước trừ phi được dùng trực tiếp. - Giữ để axit không bắn vào da hoặc mắt bằng cách đeo khẩu trang, găng tay và kính bảo vệ mắt. Nếu làm văng lên da, lập tức rửa ngay bằng một lượng nước lớn. - Luôn phải đọc kỹ nhãn của chai đựng và tính chất của chúng. - Lấy axit đúng lượng đã ghi trong tài liệu, mỗi axit phải có muỗng hoặc ống hút riêng.. - Axit rơi đổ ra ngoài phải dọn ngay, đổ các axit thải đúng nơi quy định. 2. An toàn khi làm việc với kiềm - Kiềm có thể làm cháy da, mắt gây hại nghiêm trọng cho hệ hô hấp. - Mang găng tay cao su, khẩu trang khi làm việc với dung dịch kiềm đậm đặc. - Thao tác trong tủ hút, mang mặt nạ chống độc để phòng ngừa bụi và hơi kiềm. - Dung dịch amoniac: là một chất lỏng và khí amoniac rất ăn da, mang găng tay cao su, khẩu trang, thiết bị bảo vệ hệ thống hô hấp. Hơi amoniac dễ phản ứng mạnh với chất oxi hoá, halogen, axit mạnh. - Kim loại Na, K, Li, Ca: phản ứng cực mạnh với nước, ẩm, CO 2, halogen, axit mạnh, dẫn xuất clo của hydrocacbon. Tạo hơi ăn mòn khi cháy. Cần mang dụng cụ bảo vệ da mắt. - Can xi oxit rất ăn da, phản ứng cực mạnh với nước, cần bảo vệ da mắt, đường hô hấp do dễ nhiểm bụi oxit. - Natri hiđroxit và kali hiđroxit: rất ăn da, tỏa nhiệt lớn khi tan trong nước. Các biện pháp an toàn như trên, cho từng viên hoặc ít bột vào nước chứ không được làm ngược lại. - Lấy kiềm đúng lượng đã ghi trong tài liệu, mỗi loại kiềm phải có muỗng hoặc ống hút riêng.. - Kiềm rơi đổ ra ngoài phải dọn ngay, đổ các kiềm thải đúng nơi quy định. II. Quy tắc làm việc với hóa chất thí nghiệm 1. Hoá chất thí nghiệm: Các hoá chất dùng để phân tích, làm thí nghiệm, tiến hành phản ứng, ... trong phòng thí nghiệm được gọi là hóa chất thí nghiệm. Hoá chất có thể ở dạng rắn (Na, MgO, NaOH, KCl, (C6H5COOH ...; lỏng (H2SO4, aceton, ethanol, chloroform, ... hoặc khí (Cl2 , NH3 , N2 , C2H2 ... và mức độ tinh khiết khác nhau: - Sạch kỹ thuật (P : độ sạch > 90% - Sạch phân tích (PA : độ sạch < 99% - Sạch hóa học (PC : độ sạch > 99% Hóa chất có độ tinh khiết khác nhau được sử dụng phù hợp theo những yêu cầu khác nhau và chỉ nên sử dụng hóa chất còn nhãn hiệu. 2. Nhãn hiệu hoá chất: Hóa chất được bảo quản trong chai lọ thủy tinh hoặc nhựa đóng kín có nhãn ghi tên hoá chất, công thức hóa học, mức độ sạch, tạp chất, khối lượng tịnh, khối lượng phân tử, nơi sản xuất, điều kiện bảo quản. 3. Cách sử dụng và bảo quản hoá chất: Khi làm việc với hóa chất, nhân viên phòng thí nghiệm cũng như giáo viên, học sinh cần hết sức cẩn thận, tránh gây những tai nạn đáng tiếc cho mình và cho mọi người. Những điều cần nhớ khi sử dụng và bảo quản hóa chất được tóm tắt như sau: - Hóa chất phải được sắp xếp trong kho hay tủ theo từng loại (hữu cơ, vô cơ, muối, axit, bazơ, kim loại, ... hay theo một thứ tự a, b, c để khi cần dễ tìm. - Tất cả các chai lọ đều phải có nhãn ghi, phải đọc kỹ nhãn hiệu hóa chất trước khi dùng, dùng xong phải trả đúng vị trí ban đầu. - Chai lọ hóa chất phải có nắp. Trước khi mở chai hóa chất phải lau sạch nắp, cổ chai, tránh bụi bẩn lọt vào làm hỏng hóa chất đựng trong chai. - Các loại hóa chất dễ bị thay đổi ngoài ánh sáng cần phải được giữ trong chai lọ màu vàng hoặc nâu và bảo quản vào chổ tối. - Dụng cụ dùng để lấy hóa chất phải thật sạch và dùng xong phải rửa ngay, không dùng lẫn nắp đậy và dụng cụ lấy hóa chất. - Khi làm việc với chất dễ nổ, dễ cháy không được để gần nơi dễ bắt lửa. Khi cần sử dụng các hóa chất dễ bốc hơi, có mùi,... phải đưa vào tủ hút, chú ý đậy kín nắp sau khi lấy hóa chất xong. - Không hút bằng pipet khi chỉ còn ít hóa chất trong lọ, không ngửi hay nếm thử hóa chất. - Khi làm việc với axit hay bazơ mạnh: Bao giờ cũng đổ axit hay bazơ vào nước khi pha loãng (không được đổ nước vào axit hay bazơ ; Không hút axit hay bazơ bằng miệng mà phải dùng các dụng cụ riêng như quả bóp cao su, pipet máy. Trường hợp bị bỏng với axit hay bazơ rửa ngay với nước lạnh rồi bôi lên vết bỏng NaHCO3 1% (trường hợp bỏng axit hoặc CH 3COOH 1% (nếu bỏng bazơ . Nếu bị bắn vào mắt, dội mạnh với nước lạnh hoặc NaCl 1%. Trường hợp bị hóa chất vào miệng hay dạ dày, nếu là axit phải súc miệng và uống nước lạnh có NaHCO3, nếu là bazơ phải súc miệng và uống nước lạnh có CH3COOH 1%. C. CÁC CẢNH BÁO VỀ CÁC NGUY HIỂM CÓ THỂ GẶP VÀ KHUYẾN CÁO VỀ AN TOÀN TRONG KHI LÀM THÍ NGHIỆM 1. Cảnh báo các nguy cơ đă ̣c biêṭ (Kí hiệu R - Risk R 1. Gây nổ khi ở dạng khô. R 2. Nguy cơ nổ khi va đâ ̣p, ma sát, có lửa hoă ̣c nguồn gây cháy khác. R 3. Nguy cơ gây nổ rất cao khi va đâ ̣p, ma sát, có lửa hoă ̣c nguồn gây cháy khác. R 4. Tạo ra các hợp chất nổ kim loại rất nhạy. R 5. Đun nóng có thể gây nổ. R 6. Gây nổ khi tiếp xúc hoă ̣c không tiếp xúc với không khí. R 7. Có thể gây cháy. R 8. Tiếp xúc với vâ ̣t liê ̣u cháy có thể gây cháy. R 9. Gây nổ khi trô ̣n với chất dễ cháy R 10. Có thể cháy. R 11. Rất dễ cháy. R 12. Dễ cháy. R 13. Khí hóa lỏng rất dễ cháy. R 14. Phản ứng mãnh liê ̣t với nước. R 15. Tiếp xúc với nước giải phóng khí dễ bốc cháy. R 16. Gây nổ khi trô ̣n với các chất oxi hóa. R 17. Tự bốc cháy trong không khí. R 18. Khi sử dụng, có thể tạo ra hỗn hợp hơi với không khí gây cháy hoă ̣c nổ. R 19. Có thể tạo ra các peoxit gây nổ. R 20. Nguy hiểm khi hít vào.