zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Xã Hội

» Giáo dục học

Phát triển năng lực tư duy hoá học cho học sinh giỏi qua các bài tập tổng hợp hữu cơ

Chia sẻ: Minh Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Báo xấu

56
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo giới thiệu một số dạng bài tập “Tổng hợp và điều chế các hợp chất hữu cơ” đồng thời phân tích ý nghĩa tác dụng của chúng trong việc phát triển năng lực tư duy hóa học cho học sinh giỏi. Các dạng bài tập này được áp dụng để luyện tập khi dạy bài mới thuộc các chương Ancol - Phenol, Anđehit - Xeton và Axit cacboxylic tại hai trường THPT chuyên Lương Văn Chánh, Phú Yên và THPT chuyên Lê Quý Đôn, Bình Định.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phát triển năng lực tư duy hoá học cho học sinh giỏi qua các bài tập tổng hợp hữu cơ

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Educational Sci. 2012, Vol. 57, No. 4, pp. 102-113 PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY HOÁ HỌC CHO HỌC SINH GIỎI QUA CÁC BÀI TẬP TỔNG HỢP HỮU CƠ Ngô Thị Ngọc Mai Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn, Bình Định E-mail: ngongocmai@hotmail.com Tóm tắt. Bài báo giới thiệu một số dạng bài tập “Tổng hợp và điều chế các hợp chất hữu cơ” đồng thời phân tích ý nghĩa tác dụng của chúng trong việc phát triển năng lực tư duy hóa học cho học sinh giỏi. Các dạng bài tập này được áp dụng để luyện tập khi dạy bài mới thuộc các chương Ancol - Phenol, Anđehit - Xeton và Axit cacboxylic tại hai trường THPT chuyên Lương Văn Chánh, Phú Yên và THPT chuyên Lê Quý Đôn, Bình Định. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống bài tập "Tổng hợp và điều chế các hợp chất hữu cơ" do chúng tôi lựa chọn và xây dựng đã góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng năng lực tư duy hóa học cho học sinh giỏi. Từ khóa: Bài tập, tổng hợp, điều chế, các hợp chất hữu cơ, năng lực tư duy, học sinh giỏi. 1. Mở đầu Ngày nay “tổng hợp hữu cơ” là một lĩnh vực rộng lớn và hấp dẫn, tạo ra sự chú ý và quan tâm không ngừng của các nhà khoa học. Tổng hợp hữu cơ là tìm tòi các phương pháp để đi từ các phân tử đơn giản xây dựng nên các phân tử phức tạp hơn với những tính chất mong đợi. Đặc biệt là bán tổng hợp và tổng hợp toàn phần các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học, kể cả peptit và protein. Cùng với sự phát triển nhận thức trong lĩnh vực hoá học cấu trúc và lập thể, cũng như sự phát triển không ngừng về những phương pháp và thiết bị thực nghiệm, các nhà hoá học ngày càng tạo ra nhiều phương pháp mới và sự đa dạng cho “tổng hợp hữu cơ”. Do vậy, khối lượng kiến thức đặt ra cho người học là rất lớn và mênh mông, sẽ rất khó khăn để tiếp thu kiến thức đó nếu không có sự lựa chọn và hệ thống thích hợp [4]. Tổng hợp hữu cơ không chỉ đóng vai trò quan trọng trong thực tiễn đời sống mà còn có ý nghĩa quan trọng trong dạy học hóa học. Trong các đề thi chọn học sinh giỏi hóa học các cấp, bài tập tổng hợp hữu cơ là một trong những nội dung quan trọng. Việt Nam sẽ đăng cai tổ chức kỳ thi Olimpic Hóa học quốc tế vào năm 2014, tuy nhiên hệ thống bài tập tổng hợp hữu cơ cho học sinh giỏi còn ít, chủ yếu tham khảo từ các giáo trình đại học. 102
Phát triển năng lực tư duy hoá học cho học sinh giỏi qua các bài tập tổng hợp hữu cơ Do đó rất cần thiết xây dựng một hệ thống bài tập tổng hợp hữu cơ nhằm giúp người học nắm vững và hệ thống hoá kiến thức, rèn luyện khả năng lựa chọn, phân tích, tổng hợp,... từ đó phát triển năng lực tư duy hoá học và tư duy khoa học. Bài báo này sẽ giới thiệu một số ví dụ về bài tập tổng hợp hữu cơ và phân tích ý nghĩa tác dụng của chúng nhằm phát triển năng lực tư duy hóa học cho học sinh giỏi. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Năng lực tư duy hóa học của học sinh giỏi [2] 2.1.1. Khái niệm tư duy và tư duy hóa học Tư duy là một quá trình tâm lý phản ánh những thuộc tính bản chất, những mối liên hệ bên trong có tính quy luật của sự vật hiện tượng trong hiện thực khách quan mà trước đó ta chưa biết. Nét nổi bật của tư duy là tính "có vấn đề", tức trong hoàn cảnh có vấn đề tư duy được nảy sinh. Tư duy hóa học được đặc trưng bởi phương pháp nhận thức hóa học nghiên cứu các chất và các quy luật chi phối quá trình biến đổi này. Trong hóa học, các chất tương tác với nhau đã xảy ra sự biến đổi nội tại của các chất để tạo thành các chất mới. Sự biến đổi này tuân theo những nguyên lý, quy luật, những mối quan hệ định tính và định lượng của hóa học. Việc sử dụng các thao tác tư duy, sự suy luận đều phải tuân theo các quy luật này. Trên cơ sở của sự tương tác giữa các tiểu phân vô cùng nhỏ, thông qua các bài tập, những vấn đề đặt ra của ngành khoa học hóa học là rèn luyện các thao tác tư duy, phương pháp nhận thức khoa học. 2.1.2. Đánh giá trình độ phát triển tư duy của học sinh theo quan điểm của cố Giáo sư Nguyễn Ngọc Quang Việc đánh giá trình độ phát triển tư duy của học sinh thông qua quá trình dạy học môn Hoá học bản chất là chúng ta cần đánh giá: khả năng nắm vững những cơ sở khoa học một cách tự giác, tự lực, tích cực, sáng tạo của học sinh (nắm vững là: hiểu, nhớ, vận dụng thành thạo) và trình độ phát triển năng lực nhận thức và năng lực thực hành trên cơ sở nắm vững những cơ sở khoa học. Căn cứ vào chất lượng của quá trình lĩnh hội và kết quả của nó, gồm có bốn có 4 trình độ nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo: - Trình độ tìm hiểu: Nhận biết, xác định, phân biệt, và nhận ra kiến thức cần tìm hiểu. - Trình độ tái hiện: Tái hiện thông báo về đối tượng theo trí nhớ hay ý nghĩa (kiến thức tái hiện). - Trình độ kỹ năng: Vận dụng kiến thức vào thực tiễn bằng cách chuyển tải chúng vào những đối tượng và tình huống quen thuộc (kiến thức kĩ năng). Nếu đạt đến mức tự động hoá gọi là kiến thức kĩ xảo. 103
Ngô Thị Ngọc Mai - Trình độ biến hóa: Vận dụng kiến thức vào thực tiễn bằng cách truyền tải chúng vào những đối tượng và tình huống quen biết nhưng đã bị biến đổi hoặc chưa quen biết. Về năng lực tư duy (TD): có thể chia làm 4 cấp độ như sau: - Cấp 1: TD cụ thể: chỉ có thể suy luận trên các thông tin cụ thể này đến thông tin cụ thể khác. - Cấp 2: TD logic: Suy luận theo một chuỗi có tổng hợp tuần tự, có khoa học và có phê phán nhận xét. - Cấp 3: TD hệ thống: Suy luận tính chất tiếp cận một cách hệ thống các thông tin hoặc các vấn đề nhờ đó có cách nhìn bao quát hơn. - Cấp 4: TD trừu tượng: Suy luận các vấn đề một cách sáng tạo và ngoài các khuôn khổ qui định. 2.1.3. Dấu hiệu đánh giá tư duy phát triển - Có khả năng tự lực chuyển các tri thức, kĩ năng sang một tình huống mới. - Tái hiện nhanh chóng các kiến thức, các mối quan hệ cần thiết để giải quyết bài toán. Thiết lập nhanh chóng các mối quan hệ bản chất giữa các sự vật hiện tượng. - Có khả năng phát hiện cái chung của các hiện tượng khác nhau, sự khác nhau giữa các hiện tượng tương tự. - Có năng lực áp dụng kiến thức vào thực tế. Đây là kết quả phát triển tổng hợp của sự phát triển tư duy. Để có thể giải quyết tốt các bài toán đòi hỏi HS phải có sự định hướng tốt, biết phân tích, suy đoán và vận dụng các thao tác tư duy để tìm cách áp dụng thích hợp, cuối cùng là tổ chức thực hiện một cách có hiệu quả. 2.1.4. Năng lực và phẩm chất của một học sinh giỏi hoá học - Có kiến thức hóa học cơ bản vững vàng, sâu sắc, hệ thống. Chính là nắm vững bản chất hóa học của các hiện tượng hóa học, kiến thức cơ bản và kĩ năng thực hành thí nghiệm. - Có năng lực tư duy hóa học: sử dụng thành thạo các thao tác tư duy phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa cao; phương pháp hình thành phán đoán mới (qui nạp, diễn dịch, loại suy,. . . ); có khả năng quan sát, nhận xét, nhận thức các hiện tượng tự nhiên; khả năng phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề, khả năng tư duy sáng tạo. - Biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo, mềm dẻo những kiến thức cơ bản và hướng nhận thức đó vào tình huống mới, không theo đường mòn. - Có lòng say mê học tập hoá học cao độ, có sự nhạy cảm hoá học và có khả năng tự học, tự nghiên cứu. Phát triển năng lực nhận thức, tư duy độc lập, sáng tạo và rèn trí thông minh cho học sinh là một trong những nhiệm vụ quan trọng của trường phổ thông. 104
Phát triển năng lực tư duy hoá học cho học sinh giỏi qua các bài tập tổng hợp hữu cơ 2.2. Bài tập phát triển năng lực tư duy về “Tổng hợp và điều chế các hợp chất hữu cơ” Tổng hợp hữu cơ là một loại bài tập phổ biến trong hoá hữu cơ, không chỉ có giá trị về mặt lí thuyết mà còn cả ý nghĩa to lớn về mặt thực tiễn. Dựa trên mức độ phát triển tư duy chúng tôi chủ yếu phân làm hai loại: Bài tập phát hiện vấn đề, giải quyết vấn đề và bài tập phát triển năng lực tư duy sáng tạo. 2.2.1. Bài tập phát hiện vấn đề, giải quyết vấn đề Đây là các dạng bài tập yêu cầu học sinh tái hiện kiến thức, hiểu mối liên hệ gữa các đơn vị kiến thức nhằm tìm ra vấn đề cần tháo gỡ. Đồng thời dạng bài tập này có khả năng tìm kiếm, chọn lọc và vận dụng linh hoạt kiến thức để tìm ra hướng giải quyết vấn đề thích hợp. Để giải các bài tập dạng này HS phải có khả năng sử dụng thành thạo các thao tác tư duy (phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa) cũng như các phương pháp hình thành phán đoán mới (suy diễn, quy nạp, loại suy). * Ví dụ 1: (HSGQG 2011) Viết các tác nhân, điều kiện phản ứng (nếu có) thay cho dấu chấm hỏi (?) để hoàn thành sơ đồ chuyển hoá sau: - Phân tích Đây là dạng bài tập yêu cầu học sinh lựa chọn tác nhân phản ứng, điều kiện phản ứng, cơ chế tiến hành phản ứng phù hợp với sơ đồ phản ứng cho trước. Các chất cần tổng hợp theo dãy biến hoá cho sẵn có thể dưới dạng công thức cấu tạo, công thức lập thể, cũng có thể chỉ ở dạng công thức phân tử và yêu cầu học sinh vừa phải lựa chọn tác nhân phản ứng, điều kiện phản ứng, vừa phải xác định được công thức cấu tạo và cấu trúc lập thể phù hợp. - Tiến trình tư duy - Đọc đề, phân tích đề → Phát triển năng lực phát hiện vấn đề. + Vòng thơm không thay đổi, phản ứng xảy ra tại các nhóm chức. + Phát hiện sự chuyển hoá giữa các nhóm chức: −NO2 → −NH2 → −N ≡ N → −OH → Lựa chọn kiến thức liên quan: phản ứng khử nitro (tác nhân khử hoàn toàn, tác nhân khử một phần), tính chất của amin, tính chất của muối điazoni,... - Tổng hợp kiến thức liên quan, so sánh, chọn tác nhân phản ứng, điều kiện phản ứng phù hợp với sơ đồ cho trước → Phát triển năng lực giải quyết vấn đề. 105
Ngô Thị Ngọc Mai - So sánh cấu tạo của các chất cho trước trong sơ đồ nhận thấy: A → B chỉ một nhóm nitro bị khử. Từ B → D chỉ xảy ra phản ứng ở nhóm thế tại vị trí nhóm nitro ban đầu bị khử, nhóm nitro thứ 2 vẫn không tham gia phản ứng. Từ D → E xảy ra phản ứng khử nhóm nitro thứ 2. → Lựa chọn tác nhân phản ứng như thế nào để bảo vệ được nhóm nitro thứ 2 trong quá trình chuyển đổi từ A → D? Tổng hợp kiến thức, lựa chọn tác nhân hợp lí và đưa ra đáp án cuối cùng: - Kết quả Học sinh biết cách tái hiện, tìm tòi và chọn lọc kiến thức phù hợp với yêu cầu bài toán; rèn luyện khả năng vận dụng các thao tác tư duy, các hình thức tư duy qua đó ghi nhớ và khắc sâu kiến thức liên quan. Quá trình tìm kiếm và giải quyết vấn đề đã dần hình thành cho học sinh phương thức chuyển từ tư duy lệ thuộc sang tư duy độc lập, từ tư duy cụ thể sang tư duy logic. * Ví dụ 2: (HSGQG 2010) Một hợp chất A (C4 H10 O) cho phản ứng iođoform. Khi cho hỗn hợp của oxi và chất A (ở dạng khí) đi qua dây đồng nung đỏ thì thu được chất B (C4 H8 O). Phản ứng của B với vinylaxetilen có mặt bột KOH (trong dung môi ete, 0 - 5◦ C) cho chất C (C8 H12 O). Phản ứng của C với H2 SO4 loãng trong axeton có mặt của HgSO4 cho hai đồng phân cấu tạo D và E (C8 H12 O), hai chất này có thể tồn tại ở dạng đồng phân hình học (D1 , D2 và E1 , E2 tương ứng). Khi đun nóng C với H2 SO4 10% (60◦ C, 6 giờ), có mặt muối thuỷ ngân thì thu được chất F (C8 H14 O2 ), không chứa nhóm -OH. Viết công thức cấu tạo của A, B, C, F và vẽ cấu trúc của D1 , D2 , E1 , E2 . - Phân tích Đây là dạng bài tập yêu cầu xác định các chất chưa biết (công thức phân tử, công thức cấu tạo, cấu trúc phân tử) trong sơ đồ phản ứng hoặc dữ kiện thực nghiệm và viết các phương trình hóa học phù hợp với các điều kiện đặt ra trong bài tập, là dạng bài tập rất phổ biến trong các đề thi học sinh giỏi các cấp. Để giải bài tập dạng này học sinh cần nắm vững kiến thức cơ bản: tính chất hoá học nói chung và các phản ứng đặc trưng của các nhóm chức, đều kiện để một hợp chất hữu cơ có đồng phân lập thể, phân loại đồng phân lập thể. Sử dụng tốt các hình thức, thao tác tư duy và phát huy năng lực tư duy hóa học hiệu quả. - Tiến trình tư duy + Đọc đề và tiến hành so sánh, phân tích đề → Xác định vấn đề cần giải quyết. 106
Phát triển năng lực tư duy hoá học cho học sinh giỏi qua các bài tập tổng hợp hữu cơ A có CTPT C4 H10 O → ∆ = 0 → là hợp chất no, A cho phản ứng iođoform → A là ancol bậc 2, A (khí) đi qua dây đồng nung đỏ tạo thành B có thành phần phân tử bị mất 2H so với A → A đã bị oxi hoá, vì A là ancol bậc 2 → B là hợp chất nào? (1) B (C4 H8 O) tác dụng với vinylaxetilen (C4 H4 ) tạo sản phẩm C (C8 H12 O) → thành phần C đúng bằng tổng thành phần hoá học của B và vinylaxetylen → B thực hiện phản ứng cộng vinylaxetylen → PTHH và sản phẩm? (2) C thực hiện phản ứng với H2 SO4 trong 2 điều kiện phản ứng khác nhau tạo các sản phẩm khác nhau. D, E (C8 H12 O) có thành phần phân tử không thay đổi so với C nhưng lại tồn tại 4 đồng phân hình học → có phản ứng đề hiđrat tạo liên kết đôi → tại sao thành phần phân tử của sản phẩm không thay đổi? 4 đồng phân hình học thu được có cấu tạo như thế nào? (3) + Kết hợp các thao tác và hình thức tư duy → Tìm hướng giải quyết vấn đề thỏa mãn đề bài. (1) → B phải là xeton. Công thức của A là CH3 -CHOH-C2 H5 ; B (C4 H8 O): CH3 -CO-C2 H5 . (2) (3) C + H2 SO4 + Hg2+ : Xảy ra sự đehidrat hóa do H2 SO4 và đồng thời hidrat hóa do Hg2+ . Vậy D là 3-metylhepta-2,6-đien-4-on và E là 5-metylhepta-1,5-đien-3-on. 4 đồng phân hình học là F (C8 H14 O2 ) có thành phần phân tử tăng 2H và 1O so với C, không chứa nhóm –OH → xảy ra phản ứng hiđrat hoá và có sự tương tác giữa các nhóm chức mới hình thành. 107
Ngô Thị Ngọc Mai - Kết quả Kết thúc tiến trình tư duy học sinh đã ghi nhớ và khắc sâu các phần kiến thức hoá học liên quan: phản ứng của nhóm chức ancol, xeton, anken, ankin. Rèn luyện kĩ năng phán đoán chiều hướng phản ứng, dự đoán sản phẩm, vẽ cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ. Xuyên suốt quá trình giải bài tập học sinh phải vận dụng các hình thức tư duy và kết hợp nhiều thao tác tư duy nhằm giải quyết triệt để vấn đề đặt ra, qua đó hình thành và phát triển năng lực tư duy phát hiện và giải quyết vấn đề hiệu quả. 2.2.2. Bài tập phát triển năng lực tư duy sáng tạo Bài tập phát triển năng lực tư duy sáng tạo đòi hỏi HS phải có các khả năng sau: [1] - Có vốn kiến thức hóa học cơ bản vững chắc, sâu rộng. - Phát hiện nhanh vấn đề và giải quyết vấn đề nhanh nhất, hiệu quả nhất, thông minh nhất. - Phát hiện, đề xuất nhiều hướng giải quyết cho cùng một vấn đề; tìm lời giải độc đáo, sáng tạo. - Liên hệ và vận dụng sáng tạo kiến thức vào thực tiễn. - Tổng hợp, khái quát hóa kiến thức từ đó xây dựng quy trình khoa học để giải quyết các dạng vấn đề phức tạp. Ví dụ 4: (HSGQG 2010) Cho benzen, piriđin, các chất mạch hở và chất vô cơ. Viết sơ đồ các phản ứng tổng hợp chất sau: - Phân tích Dạng bài tập tìm quy trình tổng hợp chất hữu cơ (chất đích) từ nguyên liệu cho sẵn (chất đầu) là dạng bài tập khó nhất, phổ biến nhất trong các dạng bài tập “tổng hợp và điều chế các hợp chất hữu cơ”, đòi hỏi học sinh phải có kiến thức hóa học tốt, khả năng sử dụng các hình thức và thao tác tư duy tốt, đồng thời đòi hỏi khả năng phát triển tư duy cao (từ tư duy cụ thể đến tư duy logic, tư duy biện chứng và tư duy sáng tạo). - Tiến trình tư duy + Viết công thức cấu tạo, so sánh thành phần nguyên tố và cấu tạo của các chất đầu với sản phẩm cần tổng hợp. 108
Phát triển năng lực tư duy hoá học cho học sinh giỏi qua các bài tập tổng hợp hữu cơ + Xác định nhóm chức và cấu tạo nói chung của chất cần tổng hợp, có liên hệ so sánh với chất đầu. So với các chất đầu, sản phẩm có mạch cacbon (nhánh) tăng thêm 2C, xuất hiện nhóm chức ancol (– OH) và nhóm chức amin bậc 2 – NH– . + Huy động kiến thức, lựa chọn phương pháp hợp lí để tổng hợp sản phẩm đi từ các chất trung gian gần gũi với chất đầu. + Huy động kiến thức, lựa chọn phương pháp hợp lí để tổng hợp các chất trung gian từ các chất đầu. + Viết đầy đủ sơ đồ các phản ứng. - Kết quả Ghi nhớ và khắc sâu kiến thức hóa học liên quan: tính chất hóa học và phản ứng đặc trưng của các hợp chất benzen và đồng đẳng, anken, amin,... và sự chuyển hoá giữa chúng. Rèn luyện khả năng chọn lọc và tổng hợp kiến thức, phát hiện nhanh vấn đề và tìm ra phương pháp tổng hợp tối ưu nhất. Khả năng tư duy độc lập và sáng tạo cao thông qua quá trình tự tìm kiếm các chất và con đường tổng hợp trung gian không có sự trợ giúp hay lệ thuộc vào quy trình tổng hợp cho sẵn. 2.2.3. Vận dụng quy trình giải bài tổng hợp hữu cơ nhiều giai đoạn Thông thường để giải bài tổng hợp hữu cơ nhiều giai đoạn người ta thực hiện các bước trong quy trình sau đây: [3] - Viết công thức cấu tạo của chất đầu và sản phẩm cần tổng hợp. 109
Ngô Thị Ngọc Mai - Xác định nhóm chức và cấu tạo nói chung của chất cần tổng hợp, có liên hệ so sánh với chất đầu. - Tìm các phương pháp khác nhau có thể dùng để tổng hợp trực tiếp sản phẩm. Chọn phương pháp hợp lí, tương đối ít giai đoạn, hiệu suất cao,... đi từ các chất trung gian gần gũi với chất đầu. - Thực hiện quy trình tương tự đối với từng chất trung gian, cho tới khi tiếp cận chất đầu. - Viết đầy đủ sơ đồ các phản ứng. Theo quy trình 5 bước trên, để giải quyết tốt các dạng bài tập về “tổng hợp và điều chế hợp chất hữu cơ” cần hội đủ các điều kiện sau: * Về mặt kiến thức, học sinh cần phải nắm vững các phương pháp tổng hợp hữu cơ như: - Phương pháp giữ nguyên mạch cacbon, giảm mạch cacbon và tăng mạch cacbon. - Phương pháp đưa các nhóm chức vào phân tử hợp chất hữu cơ và sự chuyển hoá giữa chúng. - Phương pháp tạo liên kết cacbon – cacbon và cacbon – dị tố bao gồm: cacbon – halogen, cacbon – oxi, cacbon – lưu huỳnh, cacbon – nitơ,... - Phương pháp đóng vòng. - Phương pháp tổng hợp các hợp chất chứa nguyên tố đồng vị bao gồm: đồng vị hiđro, đồng vị cacbon, đồng vị oxi, ... - Phương pháp bảo vệ nhóm chức. * Về mặt kĩ năng và phương pháp, cần xây dựng được quy trình tư duy để giải quyết vấn đề, đặc biệt đối với bài tập tổng hợp hữu cơ nhiều giai đoạn. Muốn tổng hợp thành công một hợp chất hữu cơ phải nắm vững phản ứng của các chức khác nhau, vận dụng chúng vào một quá trình nhiều giai đoạn để tạo ra sản phẩm mong muốn với hiệu suất cao. 2.3. Thực nghiệm sư phạm Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm sư phạm trong năm học 2011 - 2012 tại lớp 11 chuyên Hoá (11H1, 34HS) trường THPT chuyên Lương Văn Chánh - Phú Yên, giáo viên giảng dạy Nguyễn Nho Lộc và lớp 11 chuyên Hoá (11H2, 32HS) trường THPT chuyên Lê Quý Đôn – Bình Định, giáo viên giảng dạy Ngô Thị Ngọc Mai. Mỗi lớp được chia làm 2 nhóm (TN và ĐC) với trình độ tương đương nhau, nội dung giảng dạy là các bài mới thuộc các chương: Ancol - Phenol, Anđehit - Xeton và Axit cacboxylic. Cả 2 nhóm TN và ĐC được học các tiết lý thuyết như nhau nhưng học các tiết luyện tập khác nhau. Nhóm thực nghiệm (TN) sử dụng các bài tập “tổng hợp và điều chế các hợp chất hữu cơ” để luyện tập, nhóm đối chứng (ĐC) không sử dụng các bài tập dạng này. Kết thúc chương trình, chúng tôi tiến hành kiểm tra 90 phút (dạng trắc nghiệm kết hợp tự luận, đề kiểm tra 110
Phát triển năng lực tư duy hoá học cho học sinh giỏi qua các bài tập tổng hợp hữu cơ và đáp án giống nhau, cùng giáo viên chấm) tại 2 nhóm (TN và ĐC) ở cả 2 lớp 11H1 và 11H2. Để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng bài tập tập “tổng hợp và điều chế các hợp chất hữu cơ” trong quá trình rèn luyện và phát triển năng lực tư duy hoá học của học sinh chúng tôi sử dụng công cụ: Bảng kiểm quan sát và bài kiểm tra của học sinh [1, 5]. Dựa vào các biểu hiện của NLTD chúng tôi đã xây dựng bảng kiểm quan sát đánh giá NLTD của học sinh. Kết quả cho điểm của cả 2 GV như sau: Bảng 1. Tổng hợp kết quả theo bảng kiểm quan sát biểu hiện năng lực tư duy của HS khi luyện tập Lớp Đối tượng Điểm QS trước TN Điểm QS khi TN 11H1 TN (17 HS) 55; 56 71; 73 ĐC (17 HS) 56; 54 55; 57 11H2 TN (16 HS) 57; 58 73; 73 ĐC (16 HS) 57; 57 58; 59 Bảng 2. Tổng hợp tham số đặc trưng theo quan sát Tham số thống kê Xi rSB p Trước TN TN 56,5 0,708 0,620 ĐC 56,0 Sau TN TN 72,5 0,935 2,67.10−5 ĐC 57,25 + Từ giá trị trung bình cho thấy khi sử dụng các bài tập “tổng hợp và điều chế các hợp chất hữu cơ” để luyện tập HS có điểm quan sát cao hơn nhiều khi luyện tập sử dụng các bài tập thông thường. Chứng tỏ, bài tập “tổng hợp và điều chế các hợp chất hữu cơ” đã đòi hỏi HS phải tích cực tư duy, tự lực thực hiện, qua đó phát triển NLTD. + Xác định mức độ ảnh hưởng: Từ giá trị rSB (≥ 0,7) và p(≤ 0,05) cho thấy việc sử dụng hệ thống bài tập “tổng hợp và điều chế các hợp chất hữu cơ” để luyện tập đã có tác động lớn đến quá trình phát triển NLTD hóa học của học sinh. Kết quả các bài kiểm tra sau thực nghiệm như sau: Bảng 3. Kết quả của bài kiểm tra Lớp Đối tượng Điểm Xi 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11H1 TN (17) 0 0 0 0 0 1 1 5 7 2 1 (34) ĐC (17) 0 0 0 1 0 2 2 6 5 1 0 11H2 TN (16) 0 0 0 0 1 1 2 3 6 2 1 (32) ĐC (16) 0 0 0 0 1 2 2 6 5 0 0 111
Ngô Thị Ngọc Mai Bảng 4. Bảng phân loại kết quả học tập của học sinh (%) Yếu kém Trung bình Khá Giỏi (0 - 4 điểm) (5 - 6 điểm) (7 - 8 điểm) (9 - 10 điểm) TN ĐC TN ĐC TN ĐC TN ĐC 3,03% 6,06% 15,15% 24,24% 63,63% 66,67% 18,18% 3,03% Bảng 5. Bảng tổng hợp các tham số thống kê Tham số thống kê Xi rhh rSB p TN 7,515 0,857 0,923 0,031677 ĐC 6,788 Trên cơ sở kết quả thực nghiệm chúng tôi nhận thấy: - Điểm trung bình bài kiểm tra của các lớp TN luôn cao hơn các lớp ĐC. Tỉ lệ (%) học sinh đạt điểm yếu kém, trung bình của các lớp ĐC luôn cao hơn các lớp TN, tỉ lệ (%) học sinh đạt điểm khá, giỏi ở các lớp TN luôn cao hơn các lớp ĐC. Điều này chứng tỏ việc sử dụng các dạng bài tập “tổng hợp và điều chế các hợp chất hữu cơ” đã có tác dụng phát triển năng lực tư duy tốt hơn. - Giá trị rSB > 0,7: số liệu có độ tin cậy cao. - Giá trị p của phép kiểm chứng t-test độc lập < 0,05: có sự khác biệt lớn giữa nhóm TN và ĐC sau thực nghiệm, không có khả năng xảy ra ngẫu nhiên. - So sánh về thái độ học tập trong các giờ luyện tập chúng tôi còn nhận thấy học sinh trong các lớp TN luôn có thái độ học tập tích cực hơn. 3. Kết luận Tổng hợp hữu cơ là một nhiệm vụ lớn của Hoá học Hữu cơ, vì một mặt nó tạo được những hợp chất quan trọng cho công nghiệp hoá học và dược học, mặt khác nó trang bị và củng cố những lí thuyết cơ bản về phản ứng hữu cơ. Qua một số bài tập thí dụ được trích từ các đề thi học sinh giỏi Quốc gia các năm gần đây, chúng tôi đã tiến hành phân tích tiến trình phát triển tư duy của học sinh từ khi tiếp nhận vấn đề đến khi giải quyết vấn đề và nhận thấy rằng các dạng bài tập “tổng hợp và điều chế hợp chất hữu cơ” từ đơn giản đến phức tạp có tác dụng rất tích cực trong việc rèn luyện và phát triển tư duy cho học sinh từ thấp đến cao. Đã phân dạng bài tập tổng hợp hữu cơ thành 2 cấp độ phát triển năng lực tư duy, tuyển chọn và xây dựng được hệ thống gồm 200 bài tập tổng hợp hữu cơ (tự luận và trắc nghiệm khách quan) kèm theo thí dụ và phương pháp giải. Đã vận dụng quy trình 5 giai đoạn khi giải bài tập tổng hợp hữu cơ và nêu rõ các điều kiện cần và đủ để hoàn thành tốt loại bài tập này. Đã tiến hành thực nghiệm sư phạm ở các trường THPT chuyên Lương Văn Chánh – tỉnh Phú Yên và THPT chuyên Lê Quý Đôn tỉnh Bình Định. Kết quả thực nghiệm sư phạm chứng tỏ hệ thống bài tập tổng hợp hữu cơ đã lựa chọn và xây dựng 112
Phát triển năng lực tư duy hoá học cho học sinh giỏi qua các bài tập tổng hợp hữu cơ có tác dụng tốt trong việc phát triển tư duy cho học sinh. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thị Hồng Gấm, 2012. Phát triển năng lực sáng tạo cho sinh viên thông qua dạy học phần Hoá vô cơ và Lí luận Phương pháp dạy học Hoá học ở trường Cao đẳng Sư phạm, tập hai. Luận án Tiến sĩ Giáo dục học. Viện nghiên cứu Giáo dục Việt Nam. [2] Vũ Anh Tuấn, 2006. Xây dựng hệ thống bài tập hóa học nhằm rèn luyện tư duy trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học ở trường trung học phổ thông. Luận án Tiến sĩ Giáo dục học. Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. [3] Trần Quốc Sơn, 2009, Tài liệu giáo khoa chuyên Hoá học 11 - 12, tập một. Nxb Giáo dục, Hà Nội. [4] Nguyễn Minh Thảo, 2009. Tổng hợp hữu cơ. Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. [5] Dự án Việt - Bỉ, 2010. Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. Nhà xuất bản Đại học Sư phạm Hà Nội. ABSTRACT Increasing the capability of gifted students to understand chemistry by making use of organic synthesis exercises “Synthesis and preparation of organic compounds” questions are frequently found in the exams given to gifted chemistry students. This is a difficult exercise that requires students to have a deep and broad knowledge of organic chemistry and to be highly ca- pable in analysis, selection and systemization. This is to stimulate and develop students ability to think from low to high. Depended on students’ thinking abilities, exercises of this kind are generally divided into 2 levels: detecting and solving problems, and cre- ative thinking. Over 200 exercises in “synthesis and preparation of organic compounds” have been classified, collected, systematised and applied to lessons of the chapters ancol- phenols, aldehydes-ketones and carboxylic acids in the Luong Van Chanh, Phu Yen and Le Quy Don specialzed high schools with a resulting improvement in the capability of gifted students to think in the subject of chemistry. 113

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.