Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo án - Bài giảng Sáng kiến kinh nghiệm Skkn thiết kế và sử dụng thí nghiệm hóa học vô cơ trường trung học phổ thông the...

Tài liệu Skkn thiết kế và sử dụng thí nghiệm hóa học vô cơ trường trung học phổ thông theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh

.DOC
37
145
124

Mô tả:

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC VÔ CƠ TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH Nhóm tác giả Họ và tên Chức vụ 1. Nguyễn Văn Thắng P. HT – Trường THPT Gia Viễn A 2. Lã Thị Bích Hằng Giáo viên – Trường THPT Hoa Lư A Ninh Bình, tháng 10 năm 2018 1 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: Hội đồng thẩm định sáng kiến tỉnh Ninh Bình I. Nhóm tác giả sáng kiến Chúng tôi gồm: S T T 1 2 Họ và tên Ngày tháng năm sinh Nơi công tác Trường THPT Gia Viễn A 29/10/1978 Trường THPT Hoa Lư A Chức danh Trình độ chuyên môn Tỷ lệ (%) đóng góp vào việc tạo ra sáng kiến Nguyễn Văn 3/12/1982 Thắng Phó Hiệu Thạc sĩ trưởng Hóa học 50 Lã Thị Bích Hằng Giáo viên 50 ĐHSP Hóa học Là đồng tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: “Thiết kế và sử dụng thí nghiệm Hóa học vô cơ trường trung học phổ thông theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh”. II. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến Sáng kiến được áp dụng trong dạy học môn Hóa học lớp 10, 11 và 12 trường trung học phổ thông. III. Nội dung cơ bản của sáng kiến 3.1. Một số giải pháp cũ thường làm và những hạn chế cần khắc phục Trong dạy học hóa học cần có sự liên hệ mật thiết giữa nội dung kiến thức hóa học với thế giới tự nhiên và cuộc sống đời thường của con người. Trong một giờ học hóa thông thường giáo viên thường sử dụng các phương pháp dạy học truyền thống như: Phương pháp thuyết trình (thông báo - tái hiện), phương pháp đàm thoại (hỏi đáp), phương pháp nghiên cứu. Có không ít giáo viên dạy học theo lối diễn giảng đơn điệu, không đổi mới, không chú ý đến người học và đặc biệt việc sử dụng thí nghiệm trong giờ học rất hạn chế, nếu có thì cũng chỉ là thí nghiệm kiểm chứng một vài tính 2 chất nào đó như: Dùng chỉ thị màu để phân biệt tính axit- bazơ của các chất, hay kim loại tác dụng với dung dịch axit,... Trong giờ học chủ yếu học sinh chỉ ngồi nghe giảng, chấp nhận kiến thức một cách miễn cưỡng mà không được kiểm chứng thực tiễn. Tuy nhiên, trong thực tế nhiều giáo viên cho rằng cứ sử dụng thí nghiệm theo hướng nghiên cứu là tích cực nhất và thường sử dụng thí nghiệm theo cách là giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát, nêu hiện tượng sau đó yêu cầu giải thích. Quan niệm và tiến trình dạy học như vậy chưa thực sự hiệu quả và không phù hợp với mọi thí nghiệm. Phương pháp nghiên cứu là một phương pháp tích cực nhưng chỉ nên sử dụng với các kiến thức mới, khi học sinh không có khả năng suy luận chắc chắn theo các lí thuyết chung đã học; những trường hợp học sinh có thể vận dụng những kiến thức đã có để dự đoán thì nên dùng thí nghiệm để kiểm chứng sẽ có tác dụng củng cố, đồng thời dạy cho học sinh phương pháp suy diễn. Một số ví dụ điển hình như: + Khi học về tính axit – bazơ của các chất, để biết được dung dịch NH 3 có tính bazo thì học sinh hoặc là được thông báo về tính chất của nó hoặc là nhìn hình vẽ trong sách giáo khoa để lý giải lại kiến thức vừa được học. Như vậy không phát huy được năng lực của học sinh và không gây hứng thú học tập. Muốn học một cách tích cực thì học sinh phải được kiểm chứng cụ thể bằng thí nghiệm và qua đó giải thích được vì sao trong phân tử không có nhóm OH nhưng nó lại là một bazo. + Chứng minh tính lưỡng tính của Al(OH)3 học sinh chấp nhận Al(OH)3 tan được trong kiềm nhưng cũng không được kiểm chứng. + Khi giảng về cách nhận biết glixerol. Giáo viên giảng khi cho Cu(OH) 2 vào dung dịch glixerol tạo thành phức có màu xanh đặc trưng ( xanh thẫm) do sự tạo thành phức đồng (II) glixerat. Nhưng học sinh không hình dung được màu xanh thẫm đó là màu như thế nào? Nó có khác gì so với màu xanh của ion Cu 2+ trong dung dịch? Nếu giáo viên chỉ cần cho học sinh quan sát được thí nghiệm trên thì ngay lập tức học sinh thấy được màu xanh thẫm, học sinh sẽ ghi nhớ lại và khi gặp vấn đề tương tự học sinh sẽ nhớ ngay đến kiến thức cũ. Nếu học sinh tiếp thu kiến thức thiếu chính xác và thiếu vững chắc thì các em sẽ rất mơ hồ về các phản ứng và các hiện tượng kèm theo của mỗi phản ứng đó. Mỗi học sinh có một khả năng tưởng tượng khác nhau, do đó nếu giáo viên mô tả hiện tượng bằng lời, mỗi học sinh sẽ hình dung một cách khác nhau và có thể khác xa so với thực tế. Các em sẽ khó hiểu bài vì không có những biểu tượng rõ ràng, cụ thể về các chất, các hiện tượng hóa học. Học sinh sẽ nhanh quên khi không hiểu bài, không có ấn tượng sâu sắc bằng các hình ảnh cụ thể. Hình ảnh cụ thể thường dễ nhớ hơn so với ngôn ngữ trừu tượng, đặc biệt là đối với học sinh trung học. 3 Mặt khác, trong các giờ thực hành giáo viên thường áp dụng các hình thức tổ chức một giờ thực hành Hóa học theo phương pháp: Nghiên cứu nội dung thí nghiệm trong sách giáo khoa để trả lời câu hỏi; quan sát hình ảnh, tranh vẽ, mô hình, sơ đồ...; quan sát thí nghiệm do giáo viên biểu diễn.... học sinh chỉ giống như “ khán giả”. Đa số các em ít khi được tự mình làm thí nghiệm, mà đặc biệt là những thí nghiệm để phát hiện ra cái mới gây hứng thú học tập, phát triển trí tò mò, phát huy năng lực nội tại của bản thân thì hầu như không có. Do điều kiê ̣n cụ thể của các trường phổ thông nên giờ thực hành chỉ được tiến hành mô ̣t cách hình thức và chỉ làm được mô ̣t số thí nghiê ̣m đơn giản, kết quả thu được chỉ là một tờ giấy tường trình sơ sài. Như vậy hiệu quả của thí nghiệm chưa được phát huy tối đa trong dạy học. Do đó dẫn đến việc học sinh ngại học, sợ học vì có quá nhiều kiến thức lý thuyết cần phải nhớ trong khi đó các em còn phải học rất nhiều môn học khác nữa dẫn đến việc học sinh không có hứng thú với môn học, học để đối phó trong các kì thi và kiểm tra. - Nguyên nhân chủ yếu của thực trạng trên chính là phương pháp dạy học của giáo viên chưa phù hợp với đặc thù của môn học, sử dụng thí nghiệm chỉ để phụ họa cho một số tính chất của các chất mà chưa xây dựng kế hoạch, mục tiêu, định hướng cụ thể cũng chưa xác định đúng quy trình sử dụng thí nghiệm có hiệu quả. Sau đây là bảng phân tích những ưu, nhược điểm của các phương pháp dạy học theo quan niệm cũ: Phương pháp Thuyết trình ( thông báo- tái hiện) Đàm thoại ( hỏi - đáp) Nghiên cứu Trực quan (sử dụng thí Ưu điểm - Truyền đạt được lượng thông tin lớn. - Ít tốn thời gian. - Hiệu quả kinh tế cao. - Học sinh làm việc tích cực, độc lập, tiếp thu bài tốt. - Thông tin hai chiều. - Học sinh tự học, tích cực, sáng tạo cao nhất. - Học sinh tiếp thu kiến thức sâu sắc, vững chắc - Học sinh tập trung chú ý, dễ tiếp thu bài, khắc sâu kiến thức. - Lớp học sôi nổi, tạo hứng thú học 4 Nhược điểm - Học sinh tương đối thụ động, nhanh quên kiến thức đã học - Khó áp dụng vì kiến thức lĩnh hội trừu tượng. - Tốn thời gian. - Giáo viên rất dễ bị động khi học sinh hỏi lại - Tốn thời gian. - Chỉ áp dụng được với một số nội dung của bài học. - Phụ thuộc vào điều kiện, cơ sở vật chất, trang thiết bị thí nghiệm. nghiệm, các đồ dung dạy học) Sử dụng bài tập tập và phát triển năng lực học sinh. - Rèn được kỹ năng quan sát và thực hành thí nghiệm. - Học sinh tích cực, tự lực, sáng tạo, nhớ lâu. - Rèn kỹ năng vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề. - Tốn thời gian chuẩn bị. - Một số thí nghiệm nguy hiểm, độc hại - Ít sử dụng được khi dạy kiến thức mới. - Tốn thời gian. 3.2. Giải pháp mới đã và đang triển khai có hiệu quả Trong quá trình giảng dạy tôi nhận thấy khi giảng dạy một lớp mà không sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực thì hiệu quả tiếp thu của học sinh bị hạn chế rất nhiều, còn những lớp sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực thì hiệu quả tiếp thu bài của học sinh tích cực, học sinh tiếp thu bài tốt, dễ hiểu, hứng thú và đặc biệt khắc sâu được kiến thức trọng tâm cần đạt được. Để khắc phục và hạn chế những nhược điểm của giải pháp cũ chúng tôi xin trình bày giải pháp: “Thiết kế và sử dụng thí nghiệm Hóa học vô cơ trường trung học phổ thông theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh”. 3.2.1. Qui trình thiết kế thí nghiệm theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề Điểm mấu chốt của phương pháp là cần tạo được mâu thuẫn nhận thức. Thường giáo viên dùng thí nghiệm để tạo mâu thuẫn nhận thức với kiến thức đã có của học sinh và thông qua việc phân tích hiện tượng của thí nghiệm, cấu tạo chất mà rút ra kiến thức mới, giải quyết mâu thuẫn nhận thức lúc đầu. Dựa trên những định hướng lựa chọn nội dung thí nghiệm để phát hiện và giải quyết vấn đề. Chúng tôi xin đề xuất 5 bước sau: * Bước 1: Xác định mục tiêu bài dạy Đây là bước cơ bản trong việc tiến hành soạn giảng một bài cụ thể và đo lường thành quả học tập của học sinh. Mục tiêu của bài giảng có thể gồm nhiều mức độ khác nhau và cách phân loại khác nhau. Tôi xin đưa ra sơ đồ phân loại mức độ như sau: Biết  Hiểu  Vận dụng  Phân tích  Tổng hợp  Đánh giá * Bước 2: Xác định đơn vị kiến thức dạy Xác định được các kiến thức sẽ truyền tải đến cho học sinh trong bài học trong đó có kiến thức trọng tâm và kiến thức cơ bản. * Bước 3: Thiết kế tình huống cho từng đơn vị kiến thức - Định hướng lựa chọn nội dung thí nghiệm theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề. 5 - Dựa trên đơn vị kiến thức. - Đọc các tài liệu có liên quan đến bài dạy. - Tham khảo các tình huống trong dạy học. - Tham khảo các thí nghiệm có thể sử dụng trong giảng dạy môn Hóa học. - Lựa chọn và thiết kế các thí nghiệm phù hợp với nội dung của tình huống đưa ra. * Bước 4: Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính chính xác của kiến thức đưa ra trong tình huống * Bước 5: Kiểm tra Kiểm tra xem trình huống đã xây dựng có phù hợp với mục đích, nội dung bài dạy và trình độ học tập của học sinh hay không? Cần kiểm tra lại các câu hỏi phù hợp với mục đích của bài dạy, để tìm ra các câu hỏi phù hợp nhất với trình độ nhận thức của học sinh, loại bỏ những câu hỏi quá dễ, quá khó hiểu không hướng vào mục đích khi giải quyết tình huống. Dựa trên qui trình thiết kế thí nghiệm theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề, chúng tôi đã thiết kế được 8 thí nghiệm trong chương trình hóa học lớp 10, 11, 12 trường THPT. VD: Thí nghiệm nhôm tác dụng với dung dịch NaOH (Bài 27: Nhôm và hợp chất của nhôm- SGK12- Ban cơ bản) * Đặt vấn đề Mâu thuẫn: Giáo viên cho học sinh tiến hành thí nghiệm gây mâu thuẫn sau: + Thí nghiệm 1: Cho thanh nhôm vào ống nghiệm 1 đựng nước cất, đun nóng ống nghiệm một lúc và quan sát. Hầu như không thấy có hiện tượng gì. + Thí nghiệm 2: Làm thí nghiệm tương tự như thí nghiệm 1, nhưng nhỏ thêm vào ống nghiệm vài giọt dung dịch NaOH, rồi đun nóng, học sinh nhận ra ở thí nghiệm này có hiện tượng bọt khí thoát ra rất mạnh. * Phát hiện vấn đề - Thanh nhôm hầu như không tác dụng với nước do có lớp màng oxit bảo vệ, nhưng khi tiếp xúc với dung dịch bazo mạnh nhôm lại phản ứng mãnh liệt. Điều đó phải chăng thanh nhôm đã tác dụng trực tiếp với dung dịch NaOH để giải phóng khí hidro? * Giải quyết vấn đề - Theo như kiến thức đã học về hidroxit lưỡng tính, học sinh biết Al(OH) 3 có tính lưỡng tính, mặt khác Al 2O3 cũng có tính lưỡng tính. Vậy khi tiếp xúc với dung 6 dịch NaOH, trước tiên bề mặt oxit Al2O3 sẽ bị phá vỡ theo phương trình phản ứng: Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O ( 1) Lúc này bề mặt của nhôm không còn lớp màng bảo vệ ( nhôm nguyên chất) do đó nó sẽ tác dụng với nước: 2Al + 6H2O  2Al(OH)3 + 3H2 (2) - Al(OH)3 được hình thành lại tiếp tục bị hòa tan bởi dung địch NaOH: Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O (3) - Do đó phương trình (2) tiếp tục xảy ra, khí hidro thoát ra liên tục. Cộng gộp các phương trình ta có thể viết phương trình phản ứng của kim loại nhôm khi tan trong dung dịch kiềm mạnh như sau: 2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 (4) * Kết luận vấn đề - Kim loại Al tác dụng với dung dịch bazo mạnh là do hợp chất oxit và hidroxit của nó có tính lưỡng tính. Tác nhân oxi hóa trong phản ứng này thực chất là H2O - Do đó phương trình (2) tiếp tục được xảy ra, khí hidro thoát ra liên tục. 3.2.2. Quy trình dạy học sử dụng thí nghiệm theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề * Bước 1: Đặt vấn đề (đây là bước gây hứng thú học tập) Thường nêu mục đích dưới dạng câu hỏi để tạo tình huống có vấn đề: có thể đặt câu hỏi tái hiện kiến thức, áp dụng vào một trường hợp mới rồi làm thí nghiệm, quan sát hiện tượng thấy sự mâu thuẫn. Cụ thể như sau: - Biểu diễn lại thí nghiệm đã biết theo quy luật nào đó, hoặc nhắc lại kiến thức cũ mà học sinh đã biết và đã hiểu. - Trình bày lại thí nghiệm trong điều kiện mới ( có thể khác nhau về nồng độ, môi tường, nhiệt độ, chất tương tự). - Yêu cầu học sinh suy nghĩ và nhận xét thông qua việc quan sát các dấu hiệu của thí nghiệm. * Bước 2: Phát biểu vấn đề ( phát hiện vấn đề) Mô tả vấn đề cần giải quyết dưới dạng câu hỏi ( phát biểu vấn đề - phát hiện vấn đề). Trên cơ sở những dấu hiệu và hiện tượng đã quan sát được giáo viên yêu cầu học sinh thiết lập mối quan hệ giữa dấu hiệu bề ngoài và bản chất của các quá trình và trả lời được các câu hỏi sau: - Phản ứng ( thí nghiệm) vừa rồi xảy ra trong điều kiện nào? - Các dấu hiệu đó chứng tỏ phản ứng xảy ra trong thí nghiệm đã tạo thành những sản phẩm nào? Có giống với sản phẩm đã biết không? 7 - Như vậy ngoài các tính chất đã biết, chất đang nghiên cứu còn có những tính chất gì khác không? * Bước 3: Xác định phương hướng giải quyết - nêu giả thuyết ( đây là bước quan trọng để phát triển năng lực tư duy của học sinh) Đặt các câu hỏi sáng tạo để học sinh đề xuất các phương án giải quyết. Câu hỏi đánh giá để chọn các phương án giải quyết, trong khi thực hiện kế hoạch giải quyết vấn đề có thể đặt các câu hỏi phân tích, so sánh,... - Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại điều kiện của 2 thí nghiệm đã trình bày hoặc biểu diễn lại thí nghiệm đó. - Xác định sản phẩm của phản ứng trong thí nghiệm thứ hai. Để giải quyết được vấn đề này, giáo viên yêu cầu học sinh căn cứ vào những dấu hiệu đã quan sát được để tổng hợp, phân tích, so sánh, rồi phán đoán xem chất mới là chất gì. Cũng có thể dùng các phản ứng hóa học đặc trưng để nhận biết, sau đó viết phương trình phản ứng xảy ra. - Để xác định được tính chất khác của chất nghiên cứu trong điều kiện mới, giáo viên yêu cầu học sinh dựa vào các kết luận về chất mới tạo thành và phương trình phản ứng, từ đó xác định sự biến đổi số oxi hóa, xác định trung tâm phản ứng là nguyên tử hay ion nào? Từ đó xác định những tính chất khác của nguyên tố ( hay chất phản ứng ) ở điều kiện mới là gì? * Bước 4 và 5: Lập kế hoạch và giải theo giả thuyết - Vấn đề 1: Phản ứng ( thí nghiệm ) 2 được tiến hành trong điều kiện: nhiệt độ, nồng độ, áp suất, chất xúc tác,... - Vấn đề 2: Chất mới sinh ra ở thí nghiệm 2 có trạng thái, màu sắc, mùi,... Chất mới sinh ra có phản ứng đặc trưng với... Chất mới sinh ra làm chất chỉ thị... đổi màu...Vậy chất đó là...Phương trình phản ứng là...phản ứng này thuộc loại phản ứng...và chất đang nghiên cứu ngoài tính chất đã biết thì còn có thêm tính chất..., ở điều kiện... * Bước 6: Đánh giá việc thực hiện kế hoạch giải quyết vấn đề Căn cứ vào việc tiến hành thí nghiệm và kết quả của thí nghiệm thì xác nhận kế hoạch giải quyết vấn đề ở trên là đúng. * Bước 7: Kết luận Giáo viên chỉnh lí, bổ sung, chuẩn hóa kiến thức và chỉ ra những điều cần lĩnh hội. * Bước 8: Kiểm tra lại kiến thức vừa tiếp thu và dạy học sinh tập vận dụng kiến thức 8 Giáo viên cho học sinh thực hiện thí nghiệm với một số chất khác tương tự ( ở cùng điều kiện nghiên cứu với thí nghiệm 2). Trong phần này chúng tôi đã thiết kế một giáo án hoàn chỉnh (Bài 20: Sự ăn mòn kim loại, 2 tiết) theo hướng dạy học tiếp cận năng lực học sinh. Dưới đây chúng tôi chỉ trình bày chi tiết 1 hoạt động trong quá trình dạy học có sử dụng thí nghiệm theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề. VD: Bài 20: SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI (2 tiết) Nội dung 1: Khái niệm, các dạng ăn mòn kim loại ( tiết 1) Nội dung 2: Cách chống ăn mòn kim loại và hoạt động trải nghiệm ngoại khóa ( tiết 2) I. Mục tiêu dạy học 1. Về kiến thức, kỹ năng, thái độ 2. Năng lực cần hướng tới II. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh 1. Giáo viên 2. Học sinh III. Chuỗi các hoạt động 1. Giới thiệu chung: 2.Thiết kế chi tiết từng hoạt động. 2.1. Hoạt động trải nghiệm kết nối (03 phút) a. Mục tiêu b. Phương thức tổ chức 2.2. Hoạt động hình thành kiến thức mới. Hoạt động 1: Tìm hiểu về khái niệm ( 2 phút) Hoạt động 2: Tìm hiểu về ăn mòn hóa học. ( 6 phút) Mục tiêu hoạt động: Học sinh nắm được khái niệm ăn mòn hóa học. Phương thức tổ chức Hoạt động của học Đánh giá hoạt động sinh và sản phẩm học sinh kết quả hoạt động - Giáo viên sử dụng thí nghiệm theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề để giúp HS giải quyết câu hỏi số 2 trong phiếu học tập số 1: - Thông qua quan Đặt vấn đề và phát hiện vấn - Học sinh tiến hành thí sát, GV nhắc học 9 đề: Giáo viên yêu cầu học sinh làm thí nghiệm 1 ( làm việc theo nhóm): Cho Zn và Cu tác dụng dung dịch H2SO4 loãng. Học sinh viết phương trình phản ứng, xác định vai trò của các chất tham gia, nhận xét về cách mà kim loại kẽm nhường e. - Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận để giải quyết vấn đề trong câu hỏi 2 của phiếu học tập số 1 - GV thông báo thí nghiệm trên nói đến hiện tượng lá kẽm bị ăn mòn hóa học. - Bản chất của sự ăn mòn hóa học là gì? - Ăn mòn hóa học thường xảy ra ở đâu? Cho ví dụ? nghiệm 1. Sau đó báo cáo kết quả: Có bọt khí thoát ra từ thanh Zn, thanh Zn bị mòn dần, thanh Cu không hiện tượng. - HS viết pt: sinh làm việc hiệu quả đồng thời phát hiện những khó khăn, vướng mắc của học sinh để có giải pháp hỗ Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2 trợ hợp lý. - Thông qua sản phẩm học tập: Dựa vào báo cáo - Hs tìm hiểu SGK, thảo luận của các nhóm về kết quả của thí và đưa ra câu trả lời. nghiệm số 1 giáo viên giúp học sinh tìm ra chỗ sai cần điều chỉnh và chuẩn hóa kiến thức - Học sinh lấy các ví dụ trong thực tế mà kim loại bị oxi hóa: kiềng bếp đun lâu ngày bị gỉ, ống bô xe máy, vỉ nướng thịt,…( Đó đều là hiện tượng ăn mòn hóa học) Học sinh nắm được bản chất của ăn mòn hóa học là quá trình oxi hóa- khử trong đó kim loại nhường e trực tiếp cho các chất trong môi trường tác dụng. Học sinh còn biết được ăn mòn hóa học thường xảy ra ở đâu ( các chi tiết kim loại của máy móc trong nhà máy hóa chất, thiết bị lò đốt, nồi hơi,… có sự tiếp xúc trực tiếp với các hóa chất, hơi nước ở nhiệt độ cao như Fe với hơi nước, khí clo, oxi,…) Hoạt động 4: Vận dụng và tìm tòi mở rộng (12 phút). Hoạt động 5: Các nhóm báo cáo kết quả dự án. (45 phút) IV. Kiểm tra đánh giá kết quả học tập 4.1. Hình thức đánh giá 4.2. Công cụ đánh giá 10 IV. Hiệu quả kinh tế và xã hội dự kiến đạt được 4.1. Hiệu quả kinh tế: Thiết kế và sử dụng thí nghiệm Hóa học vô cơ trường trung học phổ thông theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh sẽ góp phần tạo ra những thế hệ học sinh có năng lực tư duy sáng tạo. Chính những con người này sẽ đưa ra những giải pháp tối ưu trong công việc từ đó góp phần thúc đẩy sự phát triển ngành kinh tế tự chủ của đất nước. 4.2. Hiệu quả xã hội: Qua việc thực hiện đề tài này tôi thấy đề tài mang lại rất nhiều lợi ích thiết thực, giúp giáo viên đổi mới phương pháp dạy học có hiệu quả hơn, giáo viên đỡ vất vả vì hạn chế việc thuyết trình, giải thích bằng lời khó hiểu. Đối với học sinh có được nhiều cơ hội thể hiện mình, được hoạt động, được phát triển năng lực, từ đó giúp các em học tập tốt hơn, tích cực hơn có hứng thú học tập đối với bộ môn Hóa Học hơn, để các em không còn thấy môn hóa khó hiểu, nhớ nhiều, lắm lý thuyết và chấp nhận những kiến thức mà các em chưa bao giờ được nhìn thấy, cảm nhận thấy được. Vì thế chất lượng giáo dục được nâng lên, đáp ứng được phần nào tính áp lực và ngại học môn Hóa Học hiện nay. V. Điều kiện và khả năng áp dụng 4.1. Điều kiện áp dụng - Về điều kiện cơ sở vật chất: Nhà trường phái đảm bảo về cơ sở vật chất như máy chiếu, có phòng học chức năng như phòng thực hành hóa học có đầy đủ dụng dụng và hóa chất. - Đối với ban giám hiệu: Luôn quan tâm chú trọng đến việc nâng cao chất lượng học và hàng năm nhà trường phải có kế hoạch và tạo điều kiện để cho đội ngũ giáo viên trường thực hiện đổi mới phương pháp dạy học - Đối với giáo viên: + Khi soạn bài, giáo viên phải đầu tư nhiều công sức và thời gian để thực hiện trên lớp với đúng vai trò của mình. + giáo viên phải tích cực tự học, tự bồi dưỡng chuyên môn, nghiệp vụ. + giáo viên cần coi trọng việc chuẩn bị những câu hỏi đặc biệt, những câu hỏi có yêu cầu cao về nhận thức có thể cho học sinh thảo luận nhóm. - Đối với học sinh: + Phải chuẩn bị bài trước ở nhà, đọc thêm các sách tham khảo để nâng cao vốn hiểu biết. + Tham gia nhiệt tình, tự giác vào các hoạt động học tập. + Mạnh dạn trình bày những hiểu biết, suy nghĩ của mình trước tập thể.. 5.2. Khả năng áp dụng 11 - Sáng kiến này được áp dụng trong việc dạy học môn Hóa học các lớp 10, 11, 12 trong các trường THPT. Trên đây là nội dung cơ bản của sáng kiến: “Thiết kế và sử dụng thí nghiệm Hóa học vô cơ trường trung học phổ thông theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh”. Những vấn đề cụ thể của quá trình triển khai các giải pháp mới chúng tôi trình bày ở văn bản kèm theo. Chúng tôi mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp, các nhà khoa học và quản lý giáo dục./. Xin trân trọng cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ NHÓM TÁC GIẢ Nguyễn Văn Thắng PHỤ LỤC 12 Lã Thị Bích Hằng ỨNG DỤNG “THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC VÔ CƠ TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH” ĐỂ THIẾT KẾ GIÁO ÁN THỰC NGHIỆM BÀI: “ SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI”- HÓA 12- BAN CƠ BẢN Bài 20: SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI ( 2 tiết) Nội dung 1: Khái niệm, các dạng ăn mòn kim loại ( tiết 1) Nội dung 2: Cách chống ăn mòn kim loại và hoạt động trải nghiệm ngoại khóa ( tiết 2) I. Mục tiêu dạy học 1. Về kiến thức, kỹ năng, thái độ a. Kiến thức * Học sinh biết được: - Các khái niệm: Sự ăn mòn kim loại, ăn mòn hóa học, ăn mòn điện hóa, các biện pháp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn. * Học sinh hiểu được: - Điều kiện xảy ra sự ăn mòn kim loại. Cơ chế của ăn mòn điện hóa học. b. Kĩ năng - Phân biệt được ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá ở một số hiện tượng thực tế ( đây là phần trọng tâm của bài). - Sử dụng và bảo quản hợp lí một số đồ dùng bằng kim loại và hợp kim dựa vào những đặc tính của chúng. - Quan sát, nêu hiện tượng, giải thích hiện tượng khi làm thí nghiệm. c. Thái độ - Nhận thức được tác hại nghiêm trọng của sự ăn mòn kim loại, nhất là nước ta ở vào vùng nhiệt đới gió mùa, nóng nhiều và độ ẩm cao. Từ đó, có ý thức và hành động cụ thể để bảo vệ kim loại, các công trình giao thông, công trình xây dựng, tuyên truyền và vận động mọi người cùng thực hiện nhiệm vụ này. - Giáo dục đức tính cẩn thận, chính xác khi sử dụng hóa chất và tiến hành thí nghiệm. 13 - Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường, các công trình, đồ vật và vật dụng bằng kim loại và hợp kim. 2. Năng lực cần hướng tới a. Năng lực chung - Năng lực tự học - Năng lực hợp tác - Năng lực sử dụng ngôn ngữ b. Năng lực chuyên biệt - Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học: tên các hợp chất hóa học và các ion. - Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống: cách bảo quản, sử dụng hợp lý các vật dụng, đồ vật, công trình làm bằng hợp kim và kim loại và liên hệ thực tế việc sử dụng và bảo vệ các vật dụng, đồ vật và công trình xây dựng khỏi bị ăn mòn. - Năng lực thực hành hóa học: Thí nghiệm về ăn mòn điện hóa học và quan sát, thí nghiệm để biết được các hiện tượng ăn mòn xảy ra như thế nào, cơ chế của ăn mòn và các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ ăn mòn kim loại. - Năng lực tính toán hóa học: Tính khối lượng kết tủa hoặc thể tích khí thoát ra trong các phản ứng oxi hóa khử. Tính nồng độ các chất và các ion trong dung dịch chất điện li. - Năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn hóa học: Phân tích và phát hiện được tình huống có vấn đề, tìm hiểu các thông tin liên quan và đề xuất được kế hoạch, các thí nghiệm giải quyết vấn đề đặt ra. II. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh 1. Giáo viên - Thí nghiệm ăn mòn điện hóa học. - Máy tính, máy chiếu. - Bảng phụ: hình vẽ 5.6/ SGK: Ăn mòn điện hóa hợp kim của sắt - Dụng cụ: Cốc thủy tinh, dây dẫn, điện kế, mảnh bìa cứng. 14 - Hóa chất: dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch HCl, dung dịch CuSO 4, các thanh kim loại Zn, Cu. 2. Học sinh - Ôn lại các kiến thức đã học có liên quan: Tính chất của kim loại và hợp kim. Phản ứng oxi hóa - khử. Khái niệm dòng điện và tính chất của dòng điện ( tích hợp liên môn: môn vật lý) - Làm việc độc lập cùng với SGK, trả lời câu hỏi và tự thu nhận kiến thức. III. Chuỗi các hoạt động 1. Giới thiệu chung: Gồm 2 tiết trên lớp, thời gian còn lại chủ yếu các em làm việc theo nhóm ngoài giờ học chính và làm việc ở nhà. - Tiết 1: giáo viên giúp học sinh hiểu được Các khái niệm: ăn mòn kim loại, ăn mòn hoá học, ăn mòn điện hoá, điều kiện xảy ra sự ăn mòn kim loại, cơ chế của ăn mòn điện hóa học trong khoảng 30 phút. Thời gian còn lại của tiết học các em làm việc theo nhóm thảo luận các vấn đề mà dự án đưa ra và lựa chọn vấn đề nghiên cứu. - Tiết 2 : Các nhóm báo cáo về sản phẩm của nhóm mình, mỗi nhóm báo cáo tối đa trong 9 phút sau đó các nhóm sẽ thảo luận, nhận xét, bổ sung thêm. 2.Thiết kế chi tiết từng hoạt động. 2.1. Hoạt động trải nghiệm kết nối (03 phút) a. Mục tiêu: Tạo không khí vui vẻ trong lớp học, khơi gợi hứng thú của học sinh vào chủ đề học tập. Học sinh tiếp nhận kiến thức chủ động, tích cực ,hiệu quả. b. Phương thức tổ chức Hình ảnh chiếc tàu trước và sau khi bị chìm dưới đáy biển 15 Hình ảnh các thiết bị bằng kim loại bị ăn mòn * Giáo viên đưa ra tình huống 1: Có một chiếc tàu bị chìm sâu dưới biển, một thời gian sau người ta vớt xác con tàu lên thì con tàu mà trước đây nó là niềm tự hào của một thế hệ nay đã mục nát, người ta đi tìm nguyên nhân của hiện tượng trên. Tai sao toàn bộ con tàu được làm bằng thép lại nhanh chóng bị mục nát sau một thời gian bị chìm dưới biển sâu? Nguyên nhân của hiện tượng này là gì? - Giáo viên thông báo: hiện tượng trên là hiện tượng kim loại sắt trong hợp kim thép bị ăn mòn khi tiếp xúc với nước biển (giáo viên lưu ý học sinh: Thực ra hợp kim sắt dù không để trong nước biển thì cũng vẫn bị ăn mòn nhưng ta có thể hạn chế được tốc độ ăn mòn bằng các biện pháp bảo vệ, nhưng ở dưới nước biển thì tốc độ ăn mòn xảy ra với tốc độ nhanh hơn rất nhiều ). * Giáo viên đưa ra tình huống 2: Yêu cầu học sinh quan sát phòng học, nêu các vật dụng làm bằng kim loại, các vật dụng này thay đổi như thế nào sau 1 thời gian sử dụng? Sản phẩm của học sinh: Nêu tên các vật dụng và cho biết sau một thời gian sử dụng các vật dụng này sẽ bị gỉ. - Giáo viên đặt vấn đề về các nội dung cần tìm hiểu: Thế nào là sự ăn mòn kim loại? Bản chất của hiện tượng ăn mòn kim loại là gì? Các dạng ăn mòn kim loại và sự khác nhau giữa chúng? Làm thế nào để bảo vệ kim loại, chống ăn mòn kim loại? 2.2. Hoạt động hình thành kiến thức mới. Hoạt động 1: Tìm hiểu về khái niệm ( 2 phút) Mục tiêu hoạt động: Học sinh nắm được khái niệm ăn mòn kim loại. 16 PHIẾU HỌC TẬP 1 1. Tìm hiểu về ăn mòn kim loại: khái niệm, phân loại. Vì sao kim loại, hợp kim dễ bị ăn mòn? Bản chất của ăn mòn kim loại? 2. Tìm hiểu về ăn mòn hóa học: Bản chất, cách nhận dạng ăn mòn hóa học? Cho ví dụ? Phương thức tổ chức hoạt động Hoạt động của học sinh và sản phẩm học sinh Đánh giá kết quả hoạt động - Giáo viên dạy học bằng phương pháp hoạt động nhóm sử dụng kỹ thuật khăn trải bàn: yêu cầu học sinh liên hệ từ hai tình huống vừa nêu, từ đó học sinh thấy được dưới tác dụng của môi trường xung quanh thì kim loại và hợp kim sẽ bị phá hủy. - GV yêu cầu HS hoàn thành các câu hỏi 1 trong - Học sinh tự đưa ra được phiếu học tập số 1: khái niệm của sự ăn mòn kim loại: Là sự phá hủy của kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh. Sau đó học sinh viết phương trình HS có thể gặp khó khăn thể hiện kim loại bị ăn mòn trong việc trả lời câu hỏi vì ( bị oxi hóa) sao kim loại và hợp kim dễ bị ăn mòn? GV gợi ý giúp M  Mn+ + ne HS nhớ lại kiến thức lớp 17 + Thông qua quan sát, GV nhắc nhỡ học sinh làm việc hiệu quả đồng thời phát hiện những khó khăn, vướng mắc của học sinh để có giải pháp hỗ trợ hợp lý. 10 về số electron hóa trị, điện tích hạt nhân và lực hút giữa hạt nhân với lớp vỏ ngoài cùng. - Nguyên tử kim loại có ít electron hóa trị, điện tích hạt nhân nhỏ, lực hút giữa hạt nhân với electron hóa trị yếu nên dễ nhường electron để trở - Nêu bản chất của ăn mòn thành ion dương. kim loại? - Là quá trình oxi hóa- khử trong đó kim loại bị oxi hóa thành ion dương. + Thông qua sản phẩm học tập: Dựa vào báo cáo của các nhóm về kết quả thí nghiệm giáo viên giúp học sinh tìm ra chỗ sai cần điều chỉnh và chuẩn hóa kiến thức Kết luận: Học sinh nắm vững được bản chất của ăn mòn kim loại chính là quá trình oxi hóa- khử trong đó kim loại bị oxi hóa thành ion dương. Hoạt động 2: Tìm hiểu về ăn mòn hóa học. ( 6 phút) Mục tiêu hoạt động: Học sinh nắm được khái niệm ăn mòn hóa học. Phương thức tổ chức hoạt động Hoạt động của học sinh và sản phẩm học sinh Đánh giá kết quả hoạt động - Giáo viên sử dụng thí nghiệm theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề để giúp HS giải quyết câu hỏi số 2 trong phiếu học tập số 1: Đặt vấn đề và phát hiện vấn + Thông qua quan đề: Giáo viên yêu cầu học sinh sát, GV nhắc học làm thí nghiệm 1 ( làm việc - Học sinh tiến hành thí sinh làm việc hiệu theo nhóm): nghiệm 1. Sau đó báo cáo kết 18 Cho Zn và Cu tác dụng dung dịch H2SO4 loãng. Học sinh viết phương trình phản ứng, xác định vai trò của các chất tham gia, nhận xét về cách mà kim loại kẽm nhường e. - Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận để giải quyết vấn đề trong câu hỏi 2 của phiếu học tập số 1 quả: Có bọt khí thoát ra từ thanh Zn, thanh Zn bị mòn dần, thanh Cu không hiện tượng. - HS viết pt: quả đồng thời phát hiện những khó khăn, vướng mắc của học sinh để có giải pháp hỗ trợ hợp lý. Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2 + Thông qua sản phẩm học tập: Dựa vào báo cáo của các nhóm về kết quả của thí - GV thông báo thí nghiệm nghiệm số 1 giáo trên nói đến hiện tượng lá kẽm viên giúp học sinh bị ăn mòn hóa học. - Hs tìm hiểu SGK, thảo luận tìm ra chỗ sai cần điều chỉnh và - Bản chất của sự ăn mòn hóa và đưa ra câu trả lời. chuẩn hóa kiến học là gì? thức - Ăn mòn hóa học thường xảy - Học sinh lấy các ví dụ trong ra ở đâu? Cho ví dụ? thực tế mà kim loại bị oxi hóa: kiềng bếp đun lâu ngày bị gỉ, ống bô xe máy, vỉ nướng thịt,…( Đó đều là hiện tượng ăn mòn hóa học) Học sinh nắm được bản chất của ăn mòn hóa học là quá trình oxi hóa- khử trong đó kim loại nhường e trực tiếp cho các chất trong môi trường tác dụng. Học sinh còn biết được ăn mòn hóa học thường xảy ra ở đâu ( các chi tiết kim loại của máy móc trong nhà máy hóa chất, thiết bị lò đốt, nồi hơi,… có sự tiếp xúc trực tiếp với các hóa chất, hơi nước ở nhiệt độ cao như Fe với hơi nước, khí clo, oxi,…) Hoạt động 3: Tìm hiểu về ăn mòn điện hóa học ( 25 phút) 19 Mục tiêu hoạt động: - Học sinh nắm được khái niệm ăn mòn điện hóa học. - Hiểu được điều kiện xảy ra sự ăn mòn kim loại. Cơ chế của ăn mòn điện hóa học. - Phân biệt được ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học theo lý thuyết và vận dụng trong thực tế cuộc sống. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 1. Tìm hiểu về ăn mòn điện hóa học: HS làm các thí nghiệm về ăn mòn điện hóa học, tự đưa ra các tình huống và giải thích hiện tượng xảy ra. Nêu bản chất, điều kiện của ăn mòn điện hóa học? 2. So sánh ăn mòn điện hóa học và ăn mòn hóa học? ( Đặc điểm, cơ chế, tốc độ ăn mòn, điều kiện xảy ra ăn mòn) Hình 2.5. TN lá kẽm bị ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học Phương thức tổ chức hoạt động Hoạt động của học sinh và sản phẩm học sinh 20 Đánh giá kết quả
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan

Tài liệu vừa đăng