Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Hệ thống bài tập thực nghiệm hóa học trung học phổ thông (THPT) để phát triển năng lực chuyên biệt cho học sinh

Chia sẻ: Cỏ Xanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:56

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu đề tài là nghiên cứu, lựa chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống thí nghiệm, bài tập thực nghiệm hóa học theo hướng dạy học tích cực định hướng phát triển năng lực chuyên biệt cho học sinh góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở trường học phổ thông.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Hệ thống bài tập thực nghiệm hóa học trung học phổ thông (THPT) để phát triển năng lực chuyên biệt cho học sinh

MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ…………………………………………………………...1 1. Lý do chọn đề tài........................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu……………………………………………………...1 3. Nhiệm vụ nghiên cứu.................................................................................2 4. Đối tƣợng nghiên cứu……………………………………………………2 5. Phạm vi nghiên cứu……………………………………………………….2 6. Phƣơng pháp nghiên cứu.............................................................................2 7. Điểm mới của đề tài....................................................................................2 8. Tính khả thi của đề tài.................................................................................2 PHẦN II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU…………………………………………..3 I. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHUYÊN BIỆT TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC THPT……………………………………………3 1.1. Năng lực và vấn đề phát triển năng lực cho học sinh THPT……………3 1.1.1. Khái niệm năng lực…………………………………………………...3 1.1.2. Năng lực chung và năng lực chuyên biệt của môn hóa học THPT…...4 1.1.2.1. Về các năng lực chung……………………………………………...4 1.1.2.2. Về các năng lực chuyên biệt của môn hóa học……………………..4 1.1.3. Các năng lực cần phát triển ở học sinh trung học phổ thông…………5 1.2. Cơ sở lý luận về sử dụng bài tập hóa học theo định hƣớng phát triển năng lực……………………………………………………………………...6 1.2.1. Vai trò của việc sử dụng bài tập trong dạy học hóa học………………6 1.2.2. Đặc điểm bài tập định hƣớng phát triển năng lực…………………….6 1.2.3. Vai trò của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học………….7 1.2.4. Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm định hƣớng phát triển năng lực……..8 1.3. Thực trạng dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực ở một số trƣờng trung học phổ thông tại Đô lƣơng…………………………………………...8
1.4. Việc sử dụng bài tập thực nghiệm để phát triển năng lực chuyên biệt...10 hóa học cho học sinh của một số trƣờng THPT Đô lƣơng…………………10 II. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHUYÊN BIỆT TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG………………………………………...10 2.1.Khái niệm về bài tập thực nghiệm……………………………………...10 2.2.Tác dụng của bài tập thực nghiệm trong dạy học hóa học phát triển năng lực…………………………………………………………………………..10 2.3. Sử dụng hệ thống bài tập thực nghiệm trong dạy học hóa học nhằm phát triển năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học, năng lực thực hành hóa học và năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống………………………11 2.3.1. Nguyên tắc lựa chọn và xây dựng…………………………………...11 2.3.2. Quy trình xây dựng và sử dụng……………………………………...11 2.3.3. Ví dụ minh họa………………………………………………………12 2.4. Sử dụng bài tập thực nghiệm trong dạy học hóa học nhằm phát triển năng lực thực hành hóa học, năng lực tính toán, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề……………………………………………...............................24 2.4.1. Nguyên tắc lựa chọn và xây dựng…………………………………...24 2.4.2. Quy trình xây dựng và sử dụng……………………………………...24 2.4.3. Ví dụ minh họa………………………………………………………25 III. HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI…………………………………………………….47 PHẦN III: KẾT LUẬN………………………………………………………….49 1. Một số kiến nghị, đề xuất………………………………………………..49 2. Hƣớng phát triển của đề tài……………………………………………...50 TÀI LIỆU THAM KHẢO HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BTHH :Bài tập hóa học ĐC :Đối chứng Dd :Dung dịch GV :Giáo viên HS :Học sinh NL :Năng lực PPDH :Phƣơng pháp dạy học PTHH :Phƣơng trình hóa học SGK :Sách giáo khoa THPT :Trung học phổ thông TN :Thực nghiệm TNSP :Thực nghiệm sƣ phạm
PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài Đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục đã và đang đƣợc xã hội quan tâm, đặc biệt trong giai đoạn hiện nay, khi mục tiêu hƣớng tới phát triển năng lực toàn diện cho học sinh thì việc đổi mới từ mục tiêu, nội dung, phƣơng pháp dạy học và kiểm tra đánh giá là vô cùng cần thiết. Trong Nghị quyết Hội nghị Trung ƣơng 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đã chỉ rõ: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hƣớng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của ngƣời học”; “Tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dƣỡng năng khiếu, định hƣớng nghề nghiệp cho học sinh. Nâng cao chất lƣợng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tƣởng, truyền thống, đạo đức, lối sông, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời”. Trong điều kiện hiện nay, định hƣớng giáo dục về nội dung đã không còn phù hợp với xu thế mà thay vào đó là định hƣớng việc hình thành cho học sinh các năng lực chung va năng lực đặc thù. Điều đó đã thôi thúc các nhà quản lý giáo dục, giáo viên...nghiên cứu và tìm ra các phƣơng pháp, kĩ thuật dạy học tích cực nhằm phát huy vai trò tích cực, chủ động, sáng tạo nâng cao nhận thức của học sinh, giúp học sinh vừa lĩnh hội đƣợc hệ thống tri thức khoa học phổ thông, vừa cập nhật đƣợc những tri thức khoa học mới, hiện đại để bƣớc vào đời không bị bỡ ngỡ trƣớc sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật. Hóa học – là một bộ môn khoa học vừa lý thuyết, vừa thực nghiệm gắn liền với các hiện tƣợng trong cuộc sống và thực tiễn nên việc chú trọng đến nội dung thực hành, thí nghiệm cũng nhƣ những năng lực chuyên biệt khác của bộ môn hóa học trong dạy học hóa học không những tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh lĩnh hội hệ thống tri thức, rèn luyện kỹ năng thực hành, tính toán, vận dụng, phát triển tƣ duy, sáng tạo... mà còn giúp học sinh hình thành thế giới quan khoa học đúng đắn. Mặt khác, hƣớng nghiên cứu khai thác thí nghiệm, xây dựng hệ thống bài tập thực nghiệm để vận dụng vào trong dạy học chƣa nhiều, chƣa chú trọng đến vấn đề phát triển năng lực chuyên biệt cho học sinh thông qua quá trình dạy học hóa học ở trƣờng trung học phổ thông. Từ các lí do trên tôi xin chọn đề tài: “Hệ thống bài tập thực nghiệm hóa học trung học phổ thông (THPT) để phát triển năng lực chuyên biệt cho học sinh” với mong muốn góp phần giúp cho quá trình dạy và học hóa học ở trƣờng phổ thông ngày một có hiệu quả hơn, đào tạo con ngƣời đúng với phƣơng châm của Đảng và nhà nƣớc: “lí luận gắn với thực tế, học đi đôi với hành”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, lựa chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống thí nghiệm, bài tập thực nghiệm hóa học theo hƣớng dạy học tích cực định hƣớng phát triển năng lực 1
chuyên biệt cho học sinh góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học hóa học ở trƣờng học phổ thông 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lý luận về đổi mới phƣơng pháp dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực Nghiên cứu về năng lực và vấn đề phát triển năng lực cho học sinh THPT Nghiên cứu cơ sở lý luận về thí nghiệm hóa học ở THPT Nghiên cứu về các dạng bài tập phát triển năng lực Nghiên cứu về việc sử dụng bài tập thực nghiệm để phát triển năng lực học sinh Tìm hiểu thực trạng dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực ở một số trƣờng THPT Nghiên cứu nguyên tắc, xây dựng quy trình và sử dụng hệ thống bài tập thực nghiệm để phát huy năng lực học sinh THPT Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm để kiểm tra, đánh giá chất lƣợng sử dụng bài tập thực nghiệm hóa học THPT để phát triển năng lực học sinh 4. Đối tƣợng nghiên cứu Phƣơng pháp sử dụng hệ thống các bài tập thực nghiệm hóa học THPT trong dạy học hóa học để phát triển năng lực chuyên biệt cho học sinh THPT 5. Phạm vi nghiên cứu Xây dựng hệ thống bài tập trên những thí nghiệm chƣơng trình hóa học THPT 6. Phƣơng pháp nghiên cứu * phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu kỹ cơ sở lí luận về thí nghiệm hóa học và các dạng bài tập phát triển năng lực học sinh Thăm dò ý kiến của học sinh sau khi đƣợc học tập các tiết học có sử dụng bài tập thực nghiệm để đánh giá chất lƣợng và hiệu quả của đề tài * Các phương pháp thực tiễn: quan sát, điều tra, trao đổi kinh nghiệm và tổng hợp số liệu thống kê. * Phương pháp hợp tác: trao đổi kinh nghiệm với những giáo viên hóa học có kinh nghiệm khác 7. Điểm mới của đề tài Đề xuất các nguyên tắc lựa chọn, xây dựng quy trình và sử dụng các bài tập thực nghiệm hóa học, định hƣớng phát triển năng lực để tổ chức hoạt động học tập tích cực cho học sinh 8. Tính khả thi của đề tài 2
Nếu giáo viên sử dụng bài tập thực nghiệm hóa học để tổ chức các hoạt động học tập một cách có hiệu quả thì sẽ nâng cao đƣợc tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh từ đó nâng cao chất lƣợng dạy và học cũng nhƣ góp phần hình thành các phẩm chất, năng lực cho học sinh, đáp ứng đƣợc mục tiêu của giáo dục trong giai đoạn hiện nay. Đề tài đã đƣợc sử dụng có hiệu quả tại trƣờng THPT Đô Lƣơng 1 PHẦN II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHUYÊN BIỆT TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC THPT 1.1. Năng lực và vấn đề phát triển năng lực cho học sinh THPT 1.1.1. Khái niệm năng lực Có nhiều nhà nghiên cứu đã đƣa ra các khái niệm năng lực dựa trên dấu hiệu khác nhau. Chúng tôi sử dụng khái niệm: “Năng lực là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng, thái độ và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực hiện thành công nhiệm vụ hoặc giải quyết hiệu quả vấn đề đặt ra của cuộc sống”. [1], [2]. Năng lực của học sinh là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng, thái độ,... phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực hiện thành công nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra cho chính các em trong cuộc sống. Khái niệm này thể hiện một cấu trúc động (trìu tƣợng), có tính mở, đa thành tố, đa tầng bậc, hàm chứa trong nó không chỉ là kiến thức, kĩ năng,... mà cả niềm tin, giá trị, trách nhiệm xã hội,... thể hiện ở tính sẵn sàng hành động của các em trong môi trƣờng học tập phổ thông và những điều kiện thực tế đang thay đổi của xã hội. Năng lực có cấu trúc và các tiêu chí xác định cụ thể. Theo [3] mô tả năng lực hành động có cấu trúc gồm 4 năng lực thành phần đƣợc tổ hợp và liên kết chặt chẽ với nhau, đó là: Năng lực chuyên môn, năng lực phƣơng pháp, năng lực xã hội và năng lực cá thể. Mô hình cấu trúc năng lực này có thể cụ thể hóa trong từng lĩnh vực chuyên môn, nghề nghiệp khác nhau và cũng phù hợp với bốn trụ cột giáo dục mà UNESCO đã xác định, đó là: Học để biết; Học để làm; Học để cùng chung sống và Học để tự khẳng định. Khi tổng quan các nghiên cứu về năng lực, chúng tôi nhận thấy rằng, để hình thành và phát triển năng lực cho con ngƣời thì cần phải có điều kiện cần và đủ sau: Điều kiện cần : Kiến thức + Kĩ năng + Phƣơng pháp + Thái độ + Động cơ + Thể lực,… để đáp ứng những yêu cầu phức hợp của một hoạt động, đảm bảo cho hoạt động đó đạt kết quả tốt đẹp trong một điều kiện xác định. Điều kiện đủ: Khả năng của chủ thể kết hợp một cách linh hoạt, có tổ chức và hợp lí các yếu tố cần có để hoàn thành một nhiệm vụ đặt ra, điều này làm nên sự khác biệt của mỗi con ngƣời. 3
Nhƣ vậy, muốn hình thành và phát triển năng lực cho HS thì cần phải làm rõ một số vấn đề quan trọng nhƣ: Những yếu tố nào cấu thành năng lực? Những năng lực nào cần phát triển cho HS trong đổi mới chƣơng trình giáo dụcTHPT? Muốn phát triển một năng lực cụ thể nào đó thì phải tác động vào yếu tố nào trong cấu trúc của năng lực đó? 1.1.2. Năng lực chung và năng lực chuyên biệt của môn hóa học THPT 1.1.2.1. Về các năng lực chung Quá trình dạy học nói chung cần hình thành và phát triển các năng lực chung cho học sinh trung học phổ thông nhƣ sau: - Tự học: là năng lực học tập; lập kế hoạch và thực hiện cách học; và đánh giá, điều chỉnh cách học nhằm tự học và tự nghiên cứu một cách hiệu quả và có chất lƣợng. - Giải quyết vấn đề và sáng tạo: là năng lực biểu hiện thông qua việc phát hiện và làm rõ đƣợc vấn đề; đề xuất, lựa chọn, thực hiện và đánh giá đƣợc các giải pháp giải quyết vấn đề; nhận ra, hình thành và triển khai đƣợc các ý tƣơng mới; và có tƣ duy độc lập. - Thẩm mỹ: là năng lực biểu hiện thông qua các hành vi nhận ra cái đẹp; diễn tả, giao lƣu thẩm mỹ; và tạo ra cái đẹp. - Thể chất: là năng lực biểu hiện thông qua cuộc sống thích ứng và hài hòa với môi trƣờng; rèn luyện sức khỏe thể lực; và nâng cao sức khỏe tinh thần. Giao tiếp: là năng lực biểu hiện thông qua việc kỹ Hợp tác: ương thức hợp tác, trách nhiệm và hoạt động của bản thân trong quá trình hợp tác, nhu cầu và khả năng của ngư hoạt động hợp tác. Tính toán: và đo lƣờng c Sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông (ICT): là năng lực biểu hiện thông thông tin phù hợp chuẩn mực đạo đức để phát hiện và giải quyết vấn đề trong môi trường công nghệ tri thức; học tập, tự học và hợp tác . Các năng lực trên vừa đan xen nhƣng vừa tiếp nối nhau, tạo nên những năng lực cần thiết của một ngƣời công dân trong tƣơng lai. 1.1.2.2. Về các năng lực chuyên biệt của môn hóa học Dạy học hóa học ở trƣờng THPT cần hình thành và phát triển các năng lực chuyên 4
biệt của môn hóa học gồm : - Năng lực sử dụng ngôn ngữ hoá học. Năng lực ng danh pháp hóa học. - Năng lực thực hành hoá học. Năng lực quan sát, mô tả, giải thích các hiện tƣợng TN và rút ra kết luận. Năng lực xử lý thông tin liên quan đến TN - Năng lực tính toán: Tính toán theo khối lƣợng chất tham gia và tạo thành sau phản toán hóa học. - Năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào cuộc sống. Có năng lực hệ thống hóa kiến sống thực trong các vấn để các lĩnh vực khác nhau - Năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề thông qua môn hoá học: Phân tích phát hiện và nêu đƣợc tình huống có vấn đề trong học tập môn hóa học. Xác định đƣợc và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến vấn đề phát hiện trong các chủ đề hóa học. Đề xuất đƣợc giải pháp giải quyết vấn đề đã phát hiện. Lập đƣợc kế hoạch để giải quyết một số vấn đề đơn giản.Thực hiện đƣợc kế hoạch đã đề ra có sự hỗ trợ của GV Thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề và nhận ra sự phù hợp hay không phù hợp của giải pháp thực hiện đó. 1.1.3. Các năng lực cần phát triển ở học sinh trung học phổ thông Tƣ tƣởng cốt lõi của xu hƣớng đổi mới chƣơng trình giáo dục sau năm 2015 của Bộ Giáo dục và Đào tạo là hƣớng đến quá trình giáo dục hình thành năng lực chung, năng lực chuyên biệt để con ngƣời có tiềm lực phát triển, thích nghi với hoàn cảnh sống, học tập, làm việc luôn biến đổi trong cả cuộc đời. Theo [1], các năng lực chung cần phát triển cho học sinh THPT gồm: Nhóm năng lực làm chủ và phát triển bản thân: Năng lực tự học; Năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề; Năng lực tƣ duy; Năng lực tự quản lý. Nhóm năng lực về quan hệ xã hội: Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác. Nhóm năng lực công cụ: Năng lực sử dụng Công nghệ thông tin và Truyền thông (ICT); Năng lực sử dụng ngôn ngữ; Năng lực tính toán. Năng lực chuyên biệt là những năng lực đƣợc hình thành và phát triển trên cơ sở các năng lực chung theo hƣớng chuyên sâu, riêng biệt trong các loại hình hoạt động, công việc hoặc tình huống, môi trƣờng đặc thù, cần thiết cho những hoạt động chuyên biệt, đáp ứng yêu cầu hạn hẹp hơn của các lĩnh vực học tập nhƣ ngôn ngữ, toán học, khoa học tự nhiên, khoa học xã hội và nhân văn, công nghệ, nghệ thuật, đạo đức – giáo dục công dân, giáo dục thể chất. 5
Dựa trên cơ sở mục tiêu và chuẩn chung của giáo dục phổ thông sau năm 2015, ngoài các năng lực chung, chƣơng trình môn Hóa học ở trƣờng phổ thông dự kiến sẽ giúp HS đạt đƣợc các năng lực chuyên biệt về môn Hóa học nhƣ: Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học; Năng lực thực hành hóa học; Năng lực tính toán; Năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn Hóa học; Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn. 1.2. Cơ sở lý luận về sử dụng bài tập hóa học theo định hƣớng phát triển năng lực 1.2.1. Vai trò của việc sử dụng bài tập trong dạy học hóa học Bản thân bài tập hóa học đã là phƣơng pháp dạy học hóa học tích cực song tính tích cực của phƣơng pháp này đƣợc nâng cao hơn khi đƣợc sử dụng nhƣ là nguồn kiến thức để học sinh tìm tòi chứ không phải để tái hiện kiến thức. Với tính đa dạng của mình, bài tập hóa học là phƣơng tiện để tích cực hóa hoạt động của học sinh trong các bài dạy hóa học, nhƣng hiệu quả của nó còn phụ thuộc vào việc sử dụng của giáo viên trong quá trình dạy học hóa học. 1.2.2. Đặc điểm bài tập định hƣớng phát triển năng lực Dạy học định hƣớng năng lực đòi hỏi việc thay đổi mục tiêu, nội dung, phƣơng pháp dạy học và đánh giá, trong đó việc thay đổi quan niệm và cách xây dựng các nhiệm vụ học tập, câu hỏi và bài tập có vai trò quan trọng. Do vậy, bài tập định hƣớng năng lực đƣợc nghiên cứu và sử dụng trong việc xây dựng các bài kiểm tra đánh giá theo năng lực. Có thể hiểu bài tập định hƣớng phát triển năng lực là dạng bài tập đòi hỏi ngƣời học phải vận dụng các hiểu biết riêng lẻ khác nhau để giải quyết một vấn đề mới đối với ngƣời học, gắn với tình huống cuộc sống. Theo [1], các bài tập trong bài kiểm tra PISA là những ví dụ mẫu mực về bài tập định hƣớng năng lực, đánh giá khả năng vận dụng tri thức vào giải quyết các tình huống của cuộc sống. Hệ thống bài tập định hƣớng năng lực chính là công cụ để HS luyện tập nhằm hình thành năng lực, đồng thời là công cụ để GV và các cán bộ quản lí giáo dục kiểm tra, đánh giá năng lực của HS và biết đƣợc mức độ đạt chuẩn của quá trình dạy học. Bài tập định hƣớng năng lực có các đặc điểm cơ bản sau: - Yêu cầu của bài tập: Có các mức độ khó khác nhau, mô tả đủ tri thức, kĩ năng yêu cầu và định hƣớng theo kết quả. - Hỗ trợ học tích luỹ: Liên kết các nội dung qua suốt các năm học, giúp nhận biết đƣợc sự gia tăng năng lực và vận dụng thƣờng xuyên những điều đã học. - Hỗ trợ cá nhân hóa việc học: Chẩn đoán và khuyến khích cá nhân, tăng khả năng, trách nhiệm của cá nhân với việc học tập và giúp cá nhân sử dụng sai lầm nhƣ là cơ hội để học tập. - Xây dựng bài tập trên cơ sở chuẩn: Bài tập luyện tập đảm bảo tri thức cơ sở, có 6
sự thay đổi bài tập đặt ra (mở rộng, chuyển giao, đào sâu và kết nối, xây dựng tri thức thông minh) và thử các hình thức luyện tập khác nhau. - Bao gồm cả những bài tập cho hợp tác và giao tiếp: Tăng cƣờng năng lực xã hội thông qua làm việc nhóm, đòi hỏi sự lập luận, lí giải, phản ánh để phát triển và củng cố tri thức. - Tích cực hóa hoạt động nhận thức: Bài tập giải quyết vấn đề đòi hỏi sự kết nối với kinh nghiệm sống và phát triển các chiến lƣợc giải quyết vấn đề. - Đòi hỏi có những con đƣờng giải pháp khác nhau: Đặt vấn đề mở, đọc lập tìm hiểu, diễn biến mở của giờ học và nuôi dƣỡng các con đƣờng, giải pháp khác nhau. - Phân hóa nội tại: Có các con đƣờng tiếp cận khác nhau, có sự phân hóa bên trong và gắn với các tình huống, bối cảnh. Với các đặc điểm cơ bản trên ta thấy bài tập định hƣớng năng lực ở dạng bài tập mở đƣợc sử dụng trong việc luyện tập hoặc kiểm tra năng lực vận dụng kiến thức từ các lĩnh vực khác nhau để giải quyết vấn đề. Bài tập mở là dạng bài tập đƣợc đặc trƣng bằng sự trả lời tự do theo cá nhân, không có lời giải cố định, cho phép các cách tiếp cận khác nhau và dành không gian cho sự tự quyết định của ngƣời học. Bài tập mở có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển năng lực cho HS. Trong thực tiễn giáo dục hiện nay, các bài tập mở gắn với thực tiễn còn ít đƣợc quan tâm nên việc xây dựng và sử dụng chúng trong dạy học để phát triển năng lực HS là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao. Bài tập là một thành phần quan trọng trong môi trƣờng học tập mà ngƣời GV cần thực hiện. Vì vậy, trong quá trình dạy học, ngƣời GV cần biết xây dựng các bài tập định hƣớng năng lực. Dựa trên các bậc nhận thức và chú ý đến đặc điểm của học tập định hƣớng năng lực, có thể xây dựng bài tập định hƣớng năng lực theo các dạng: Các bài tập dạng tái hiện: Yêu cầu sự hiểu và tái hiện tri thức. Bài tập tái hiện không phải trọng tâm của bài tập định hƣớng năng lực. Các bài tập vận dụng: Các bài tập vận dụng những kiến thức trong các tình huống không thay đổi. Các bài tập này nhằm củng cố kiến thức và rèn luyện các kĩ năng cơ bản, chƣa đòi hỏi sáng tạo. Các bài tập giải quyết vấn đề: Các bài tập này đòi hỏi sự phân tích, tổng hợp, đánh giá, vận dụng kiến thức vào những tình huống thay đổi để giải quyết vấn đề. Dạng bài tập này đòi hỏi sự sáng tạo của ngƣời học. Các bài tập gắn với bối cảnh, tình huống thực tiễn (bài tập thực tiễn): Các BTTT giải quyết những vấn đề gắn với bối cảnh và tình huống thực tiễn. Đây bài tập mở, tạo cơ hội cho HS có nhiều cách tiếp cận, nhiều con đƣờng giải quyết khác nhau. Trong nghiên cứu của mình chúng tôi chú trọng nhiều hơn đến dạng bài tập này. 1.2.3. Vai trò của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học 7
Sử dụng phƣơng tiện trực quan trong dạy học là một trong những cách tích cực hóa hoạt động dạy và học. Trong đó TN là một trong các phƣơng tiện trực quan quan trọng với môn hóa học (môn khoa học thực nghiệm). Tuy nhiên, việc sử dụng TN là tích cực hơn nếu GV sử chúng làm nguồn kiến thức để HS tìm tòi, khám phá ra kiến thức mới. Tuy nhiên, trong thực tế nhiều GV phổ thông cho rằng cứ sử dụng TN theo hƣớng nghiên cứu là tích cực nhất và thƣờng sử dụng TN theo cách là GV tiến hành TN, yêu cầu HS quan sát, nêu hiện tƣợng sau đó yêu cầu giải thích. Quan niệm và tiến trình dạy học nhƣ vậy chƣa thực sự hiệu quả và không phù hợp với mọi TN. Phƣơng pháp nghiên cứu là môt phƣơng pháp tích cực nhƣng chỉ nên sử dụng với các kiến thức mới, HS không có khả năng suy luận chắc chắn theo các lí thuyết chung đã học; những trƣờng hợp HS có thể vận dụng những kiến thức đã có để dự đoán thì nên dùng TN để kiểm chứng sẽ có tác dụng củng cố đồng thời dạy cho HS phƣơng pháp suy diễn, hoặc có những TN có hiện tƣợng khác so với kiến thức đã học có thể dùng để đặt vấn đề tạo hứng thú học tập cho HS. Sở dĩ nhiều GV có quan niệm sai lầm và cách sử dụng TN chƣa hợp lí đó là do chƣa thực sự hiểu rõ tác dụng, tiến trình dạy học của mỗi cách sử dụng TN cũng nhƣ chƣa biết cách lựa chọn phƣơng pháp sử dụng TN cho phù hợp. 1.2.4. Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm định hƣớng phát triển năng lực - Phải đảm bảo an toàn: Tuân theo tất cả những quy định về bảo hiểm an toàn trong phòng thực hành thí nghiệm… - Đảm bảo thành công của thí nghiệm hóa học. - Thí nghiệm phải rõ, học sinh phải đƣợc quan sát đầy đủ. - Thí nghiệm phải đơn giản, dụng cụ thí nghiệm phải gọn gàng mĩ thuật, đồng thời phải đảm bảo tính khoa học. - Số lƣợng thí nghiệm hóa học trong một bài là vừa phải, hpoj lí. - Thí nghiệm phải kết hợp chặt chẽ với mục tiêu bài học. 1.3. Thực trạng dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực ở một số trƣờng trung học phổ thông tại Đô lƣơng Đông đảo giáo viên có nhận thức đúng đắn về đổi mới phƣơng pháp dạy học. Nhiều giáo viên đã xác định rõ sự cần thiết và có mong muốn thực hiện đổi mới đồng bộ phƣơng pháp dạy học và kiểm tra đánh giá. Một số giáo viên đã vận dụng đƣợc các phƣơng pháp dạy học, kiểm tra đánh giá tích cực trong dạy học; kĩ năng sử dụng thiết bị dạy học và ứng dụng công nghệ thông tin - truyền thông trong tổ chức hoạt động dạy học đƣợc nâng cao; vận dụng đƣợc qui trình kiểm tra, đánh giá mới. Bên cạnh những kết quả bƣớc đầu đã đạt đƣợc, việc đổi mới phƣơng pháp dạy học, kiểm tra đánh giá ở trƣờng trung học phổ thông vẫn còn nhiều hạn chế cần phải khắc phục. Cụ thể là: Hoạt động đổi mới phƣơng pháp dạy học ở trƣờng trung học phổ thông chƣa mang 8
lại hiệu quả cao. Truyền thụ tri thức một chiều vẫn là phƣơng pháp dạy học chủ đạo của nhiều giáo viên, đặc biệt chƣa chú trọng tới phát triển năng lực chuyên biệt cho học sinh. Số giáo viên thƣờng xuyên chủ động, sáng tạo trong việc phối hợp các phƣơng pháp dạy học cũng nhƣ sử dụng các phƣơng pháp dạy học phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh còn chƣa nhiều. Dạy học vẫn nặng về truyền thụ kiến thức lí thuyết. Việc rèn luyện kỹ năng sống, kỹ năng giải quyết các tình huống thực tiễn cho học sinh thông qua khả năng vận dụng tri thức tổng hợp chƣa thực sự đƣợc quan tâm. Việc ứng dụng công nghệ thông tin - truyền thông, sử dụng các phƣơng tiện dạy học chƣa đƣợc thực hiện rộng rãi và hiệu quả trong các trƣờng trung học phổ thông. Hoạt động kiểm tra đánh giá chƣa bảo đảm yêu cầu khách quan, chính xác, công bằng; việc kiểm tra chủ yếu chú ý đến yêu cầu tái hiện kiến thức và đánh giá qua điểm số đã dẫn đến tình trạng giáo viên và học sinh duy trì dạy học theo lối "đọc- chép" thuần túy, học sinh học tập thiên về ghi nhớ, ít quan tâm vận dụng kiến thức. Nhiều giáo viên chƣa vận dụng đúng quy trình biên soạn đề kiểm tra nên các bài kiểm tra còn nặng tính chủ quan của ngƣời dạy. Hoạt động kiểm tra đánh giá ngay trong quá trình tổ chức hoạt động dạy học trên lớp chƣa đƣợc quan tâm thực hiện một cách khoa học và hiệu quả. Các hoạt động đánh giá định kỳ, đánh giá diện rộng quốc gia, đánh giá quốc tế đƣợc tổ chức chƣa thật sự đồng bộ hiệu quả. Thực trạng trên đây dẫn đến hệ quả là không rèn luyện đƣợc tính trung thực trong thi, kiểm tra; nhiều học sinh phổ thông còn thụ động trong việc học tập; khả năng sáng tạo và năng lực vận dụng tri thức đã học để giải quyết các tình huống thực tiễn cuộc sống còn hạn chế. Thực trạng nói trên xuất phát từ nhiều nguyên nhân, trong đó có thể chỉ ra một số nguyên nhân cơ bản sau: Nhận thức về sự cần thiết phải đổi mới phƣơng pháp dạy học, kiểm tra đánh giá và ý thức thực hiện đổi mới của một bộ phận cán bộ quản lý, giáo viên chƣa cao. Năng lực của đội ngũ giáo viên về vận dụng các phƣơng pháp dạy học tích cực, sử dụng thiết bị dạy học, ứng dụng công nghệ thông tin - truyền thông trong dạy học còn hạn chế. Lý luận về phƣơng pháp dạy học và kiểm tra đánh giá chƣa đƣợc nghiên cứu và vận dụng một cách có hệ thống; còn tình trạng vận dụng lí luận một cách chắp vá nên chƣa tạo ra sự đồng bộ, hiệu quả; các hình thức tổ chức hoạt động dạy học, giáo dục còn nghèo nàn. Chỉ chú trọng đến đánh giá cuối kỳ mà chƣa chú trọng việc đánh giá thƣờng xuyên trong quá trình dạy học, giáo dục. 9
Năng lực quản lý, chỉ đạo đổi mới phƣơng pháp dạy học, kiểm tra đánh giá từ các cơ quan quản lý giáo dục trƣờng trung học phổ thông còn hạn chế, chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu. Việc tổ chức hoạt động đổi mới phƣơng pháp dạy học, kiểm tra đánh giá chƣa đồng bộ và chƣa phát huy đƣợc vai trò thúc đẩy của đổi mới kiểm tra đánh giá đối với đổi mới phƣơng pháp dạy học. Cơ chế, chính sách quản lý hoạt động đổi mới phƣơng pháp dạy học, kiểm tra đánh giá chƣa khuyến khích đƣợc sự tích cực đổi mới phƣơng pháp dạy học, kiểm tra đánh giá của giáo viên. Đây là nguyên nhân quan trọng nhất làm cho hoạt động đổi mới phƣơng pháp dạy học, kiểm tra đánh giá ở trƣờng trung học phổ thông chƣa mang lại hiệu quả cao. Nguồn lực phục vụ cho quá trình đổi mới phƣơng pháp dạy học, kiểm tra đánh giá trong nhà trƣờng nhƣ: cơ sở vật chất, thiết bị dạy học, hạ tầng công nghệ thông tin truyền thông vừa thiếu, vừa chƣa đồng bộ, làm hạn chế việc áp dụng các phƣơng pháp dạy học, hình thức kiểm tra đánh giá hiện đại. 1.4. Việc sử dụng bài tập thực nghiệm để phát triển năng lực chuyên biệt hóa học cho học sinh của một số trƣờng THPT Đô lƣơng. - Hƣớng nghiên cứu khai thác thí nghiệm, xây dựng hệ thống bài tập thực nghiệm để vận dụng vào dạy học hóa học chƣa có nhiều giáo viên để ý. - Chƣa đƣợc chú trọng nhiều về đến vấn đề phát triển năng lực chuyên biệt cho học sinh thông qua quá trình dạy học hóa học. II. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHUYÊN BIỆT TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1.Khái niệm về bài tập thực nghiệm Bài tập thực nghiệm là bài tập chứa đựng các thông tin xuất phát từ các hiện tƣợng, tình huống diễn ra trong phòng thí nghiệm, quá trình sản xuất cuộc sống hàng ngày, đã đƣợc đơn giản hóa, lý tƣởng hóa nhƣng vẫn chứa đựng các yếu tố quan trọng của thực tiễn. Các bài tập hóa học này thƣờng đƣa thêm các điều kiện, giả thiết phù hợp, hạn chế những yếu tố không cần thiết cho phép ngƣời học tiếp cận với các vấn đề hóa học theo ý đồ của ngƣời dạy. 2.2.Tác dụng của bài tập thực nghiệm trong dạy học hóa học phát triển năng lực Bài tập thực nghiệm là một phƣơng tiện có hiệu quả cao trong việc rèn luyện kỹ năng thực hành, phƣơng pháp làm việc khoa học, độc lập góp phần hình thành cho học sinh năng lực thực hành hóa học, năng lực tƣ duy hóa học … Giáo viên có thể sử dụng bài tập thực nghiệm khi nghiên cứu, hình thành kiến thức mới; khi luyện tập, rèn luyện kỹ năng cho học sinh; khi kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng của học sinh. Khi giải bài tập thực nghiệm, học sinh phải biết vận dụng kiến thức để giải bằng lí thuyết rồi sau đó tiến hành thí nghiệm để kiểm nghiệm tính đúng đắn của những 10
bƣớc giải lí thuyết và rút ra kết luận về cách giải. Giáo viên cần hƣớng dẫn học sinh các bƣớc giải bài tập thực nghiệm: Bƣớc 1: Giải lý thuyết, hƣớng dẫn học sinh phân tích lí thuyết, xaay dựng các bƣớc giải, dự đoán hiện tƣợng, kết quả thí nghiệm, lựa chọn hóa chất, dụng cụ, dự kiến cách tiến hành. Bƣớc 2: Tiến hành thí nghiệm, chú trọng đến kỹ năng - Mô tả đầy đủ, đúng hiện tƣợng thí nghiệm và giải thích đúng các hiện tƣợng đó. - Đối chiếu kết quả thí nghiệm với việc giải lý thuyết, rút ra nhận xét, kết luận.Với các dạng bài tập khác nhau thì các hoạt động cụ thể của học sinh cũng có thể thay đổi cho phù hợp. Cần chú ý rằng khi sử dụng các bài tập thực nghiệm, có thể dùng nhiều hình thức khác nhau. + Sử dụng các thí nghiệm hóa học và các dụng cụ hóa chất cần thiết để làm bài tập (toàn thể học sinh làm hoặc một vài em làm thí nghiệm biểu diễn; kết hợp vừa giải bằng lý thuyết và có một phần bằng thực nghiệm). + Bài tập chỉ đƣợc giải bằng lý thuyết (mang tính chất thực nghiệm tƣởng tƣợng). + Bài tập bằng hình vẽ, sơ đồ (dùng hình vẽ để mô tả cách lắp đặt dụng cụ, thu khí,…hoặc từ hình vẽ, sơ đồ cho trƣớc, phân tích các khả năng phù hợp). 2.3. Sử dụng hệ thống bài tập thực nghiệm trong dạy học hóa học nhằm phát triển năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học, năng lực thực hành hóa học và năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống 2.3.1. Nguyên tắc lựa chọn và xây dựng Nguyên tắc 1: Giáo viên nên lựa chọn các thí nghiệm hóa học đảm bảo đƣợc tính an toàn và không độc hại. Nguyên tắc 2: Nên lựa chọn những thí nghiệm khi thực hiện phải có kết quả tốt, đảm bảo tính khoa học và liên kết đƣợc với các tình huống bài tập. Nguyên tắc 3: Cần lựa chọn những thí nghiệm gắn liền với nội dung kiến thức trọng tâm của mục tiêu. Nguyên tắc 4: Nên lựa chọn những thí nghiệm có tính trực quan cao, hiện tƣợng thí nghiệm rõ rang, dễ quan sát bằng mắt thƣờng và có tính thuyết phục cao. Nguyên tắc 5: Nên lựa chọn hệ thống thí nghiệm học sinh biểu diễn, hóa chất dễ kiếm, dụng cụ đơn giản, học sinh dễ làm nhƣng mang tính khoa học cao. Với những thí nghiệm khó, hóa chất độc hại thì giáo viên hƣớng dẫn tìm hiểu qua thí nghiệm hóa học ảo. Nguyên tắc 6: Lựa chọn những thí nghiệm có tính hấp dẫn, kích thích hứng thú học tập cho ngƣời dạy và ngƣời học đồng thời đáp ứng các tiêu chí phát triển năng lực hƣớng tới. 2.3.2. Quy trình xây dựng và sử dụng 11
Bước 1: Xác định mục tiêu, lựa chọn nội dung kiến thức hóa học có liên quan đến các thí nghiệm thực hiện. Bước 2: Lựa chọn các thí nghiệm đáp ứng đƣợc các tiêu chí phát triển năng lực hƣớng tới. Bước 3: Tiến hành làm thử các thí nghiệm đã lựa chọn để xác định những hƣớng dẫn cụ thể về dụng cụ, hóa chất, trong điều kiện thí nghiệm của nhà trƣờng và trong cuộc sống thực tiễn, cách cải tiến thí nghiệm thành công (dụng cụ, hóa chất thay thế, bổ sung các điều kiện để thí nghiệm thành công, an toàn). Bước 4: Thiết kế hệ thống câu hỏi, bài tập thí nghiệm để hình thành, phát triển và đánh giá năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học, năng lực thực hành hóa học, năng lực hợp tác và năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống cho học sinh. 2.3.3. Ví dụ minh họa 2.3.3.1. Ví dụ 1 Thực hiện thí nghiệm: Khả năng hấp thụ chất khí của than gỗ * Mục đích: Thử khả năng hấp thụ chất khí của than gỗ * Dụng cụ hóa chất - Dụng cụ: Lọ thủy tinh, nút cao su thƣờng, nút cao su có ống thủy tinh vuốt nhọn xuyên qua, ống nghiệm, bình tam giác - Hóa chất: Mẩu đồng, axit nitrit đặc, than gỗ * Cách tiến hành thí nghiệm - Cho 1-2 mẩu Cu vào bình tam giác sau đó nhỏ 2ml dung dịch HNO3 đặc và đậy nút cao su có ống vuốt nhọn xuyên qua. - Khí NO2 sinh ra đƣợc thu vào 1 bình tam giác khác. Khi thu xong đậy nút cao su thƣờng lại. - Thả một mẩu than gỗ vào bình tam giác có đựng khí NO2 rồi lắc nhẹ. Quan sát hiện tƣợng xảy ra * Hiện tƣợng và giải thích hiện tƣợng - Khi cho dung dịch axit HNO3 đặc vào bình tam giác có chứa mẩu Cu thì PTHH xảy ra tạo dung dịch muối đồng màu xanh và khí NO2 màu nâu đỏ sinh ra PTHH: Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O - Khi cho mẩu than gỗ vào bình khí NO2 rồi lắc nhẹ thì khí trong bình bị nhạt màu dần rồi dẫn đến mất màu. Vì than gỗ có tính hấp phụ các chất khí nên đã làm cho bình đựng chuyển không màu. * Chú ý! Thí nghiệm có ứng dụng trong thực tế nhƣ dùng than củi để chữa cơm bị khê hay 12
cho vào thùng gạo để hút ẩm và khử mốc. * Câu hỏi? Một thực tế trong cuộc sống hàng ngày là khi nấu cơm khê ngƣời ta rất hay cho một mẩu than củi vào nồi cơm. Về mặt hóa học em hãy giả thích hiện tƣợng đó? Hướng dẫn trả lời: Vì than củi có đặc tính xốp và có khả năng hấp phụ rất tốt nên khi cho một mẩu than củi vào nồi cơm khê nó có thể hấp phụ hơi khét của cơm làm cho cơm đỡ mùi khê. * Phạm vi sử dụng Giáo viên có thể áp dụng tính hấp phụ khí của cacbon trong phần liên hệ thực tế bài 24: cacbon (Lớp11) 2.3.3.2. Ví dụ 2 Thí nghiệm: Cacbon cháy trong oxi * Mục đích: Nghiên cứu và chứng minh tính oxi hóa của oxi hay tính khử của cacbon * Dụng cụ hóa chất Lọ thủy tinh đã đƣợc thu khí oxi, mẩu than, môi sắt, đèn cồn. * Cách tiến hành thí nghiệm - Lấy mẩu than nhỏ cho vào môi sắt rồi đốt trên ngọn lửa đèn cồn. - Đƣa nhanh mẩu than đã đƣợc đốt nóng đỏ vào lọ chứa oxi đã đƣợc mở nút cao su. Quan sát hiện tƣợng. * Hiện tƣợng và giải thích hiện tƣợng - Phản ứng xảy ra mãnh liệt tạo ra ánh sáng chói. Khí tạo ra là CO2 PTHH: C + O2 CO2↑ * Lƣu ý! Nên lấy mẩu than nhỏ. Vì nếu dƣ C sẽ phản ứng với CO2 tạo ra khí CO độc hại. PTHH: CO2 + C 2CO * Câu hỏi? Câu 1: Vì sao khi sử dụng bếp than tổ ong sau một thời gian dài có thể gây ra tác hại không nhỏ đến hệ hô hấp của con ngƣời? Khi sử dụng bếp than tổ ong cần chú ý điều gì? Hướng dẫn trả lời: Khi nhóm bếp than tổ ong thì cacbon sẽ tác dụng với oxi trong không khí để sinh ra CO2. Lƣợng CO2 sinh ra tác dụng với cacbon tạo thành khí CO độc hại. 13
Khi sử dụng bếp than tổ ong thì cần chú ý: Không để bếp than tổ ong trong nhà, nơi dễ cháy nổ, mà đặt ở nơi thoáng gió, rộng rãi, sử dụng than sạch, uy tín. Hoặc trƣớc khi nhóm than có thể nhúng viên than trong dung dịch nƣớc vôi trong. Không đƣợc dùng bếp than tổ ong để sƣởi ấm vào mùa đông giá lạnh. Câu 2: Tại sao khi xếp than ngƣời ta hay chia thành những đống nhỏ mà không chất thành một đống lớn? Hướng dẫn trả lời: Do than tác dụng với O2 trong không khí tạo thành CO2, phản ứng này tỏa nhiệt. Nếu than chất thành đống lớn phản ứng này diễn ra nhiều nhiệt tỏa ra đƣợc tích góp dần khi đạt tới nhiệt độ cháy của than thì than sẽ tự bốc cháy. Câu 3: Phản ứng nào sau đây phù hợp với hình vẽ thí nghiệm: A. Ca(OH)2 (rắn) + NH4Cl (rắn) → CaCl2 + NH3↑+ H2O B. KClO3 → KCl + O2↑ C. Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + H2↑ D. Fe + HCl(dd) → FeCl2 + H2↑ Hướng dẫn trả lời: Trong ống nghiệm đƣợc nung là chất rắn; sản pẩm khí không tan, không tác dụng nƣớc A. Ca(OH)2 (rắn) + NH4Cl (rắn) → CaCl2 + NH3↑+ H2O (loại vì NH3 tan trong nƣớc) B. KClO3 → KCl + O2↑ (xúc tác nhiệt độ) C. Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + H2↑ ( H2O là chất lỏng) D. Fe + HCl → FeCl2 + H2↑ (loại HCl là dung dịch) → Vậy đáp án B *Câu hỏi? - Tại sao miệng ống nghiệm trên giá đỡ lại hƣớng xuống dƣới? - Nếu thao tác khi kết thúc thí nghiệm trên của 1 bạn học sinh là: tắt đèn cồn, để ống nghiệm nguội hẳn rồi mới đƣa ống dẫn khí ra khỏi chậu nƣớc. Thao tác của bạn đó đúng hay sai? Tại sao? * Phạm vi sử dụng: khi dạy: - Bài Cacbon (Lớp11) 14
- Bài Oxi (Lớp 10) 2.3.3.3. Ví dụ 3 Thực hiện thí nghiệm: Hiện tƣợng ăn mòn kim loại * Mục đích: Nghiên cứu và so sánh dạng ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa * Dụng cụ và hóa chất Ống nghiệm đựng dung dịch HCl, 1 lá kẽm nhỏ, tinh khiết, dung dịch CuSO4 * Cách tiến hành thí nghiệm: - Ngâm 1 lá Zn nhỏ, tinh khiết trong dung dịch HCl. Quan sát hiện tƣợng. - Sau đó nhỏ thêm vài giọt CuSO4. Quan sát hiện tƣợng. * Hiện tƣợng và giải thích hiện tƣợng - Ngâm một lá Zn nhỏ, tinh khiết trong dung dịch HCl thì thấy bọt khí thoát ra ít và chậm. Khi nhỏ thêm vài giọt dung dịch CuSO4 vào thấy bọt khí thoát ra rất nhiều và nhanh hơn. - Khi ngâm lá Zn trong dung dịch HCl thì Zn bị ăn mòn hóa học. PTHH: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑ Bọt khí H2 thoát ra ít và chậm là do H2 sinh ra trên bề mặt lá kẽm nên gây cản trở phản ứng. - Nếu nhỏ thêm vài giọt dung dịch CuSO4 thì thấy bọt khí thoát ra rất nhiều và nhanh hơn, Zn bị hòa tan nhanh do sự ăn mòn điện hóa Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu↓ Trong dung dịch HCl, Zn là cực âm, Cu là cực dƣơng Tại cực âm: Zn bị oxi hóa: Zn → Zn2+ +2e Tại cực dƣơng: ion H+ bị khử: 2H+ + 2e → H2↑ Bọt khí thoát ra nhiều và liên tục ở cực dƣơng. * Chú ý! Ta có thể thay dung dịch CuSO4 ở TN trên bằng dung dịch FeSO4, NiSO4…thì hoàn toàn tƣơng tự. * Câu hỏi? Câu 1: Một sợi dây phơi quần áo bằng đồng đƣợc nối tiếp với một đoạn dây nhôm. Hãy cho biết có hiện tƣợng gì xảy ra ở chỗ nối của 2 kim loại. Hãy giải thích và đƣa ra nhận xét. Hướng dẫn trả lời: Chỗ nối của 2 kim loại Al – Cu trong tự nhiên có đủ điều kiện hình thành hiện tƣợng ăn mòn điện hóa học. Al là cực âm bị ăn mòn nhanh. Dây kim loại bị đứt. Vậy không nên nối bằng những kim loại khác nhau, nên nối bằng đoạn dây đồng. 15
Câu 2: Tiến hành các thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Cho thanh Fe vào dung dịch H2SO4 loãng. Thí nghiệm 2: Nhúng thanh Fe vào dung dịch H2SO4 loãng có thêm vài giọt dung dịch CuSO4. Thí nghiệm 3: Nhúng thanh Cu vào dung dịch FeCl3. Thí nghiệm 4: Nhúng thanh Fe vào dung dịch FeCl3. Số trƣờng hợp có xảy ra ăn mòn điện hóa là: A. 3. B. 4. C. 2. D. 1 Hướng dẫn trả lời: Thí nghiệm: 1,3,4 không đủ điều kiện để xảy ra ăn mòn điện hóa → chỉ có thí nghiệm 2 xảy ra ăn mòn điện hóa: đáp án D Câu 3: Tiến hành thí nghiệm với 3 chậu nƣớc nhƣ hình vẽ sau: Đinh sắt trong cốc nào bị ăn mòn nhanh nhất? A. Cốc 1. B. Cốc 2 và 3. C. Cốc 2. D. Cốc 3. Hướng dẫn trả lời Cốc 1: đinh sắt ngâm trong nƣớc sẽ không xảy ra ăn mòn điện hóa, chỉ xảy ra ăn mòn hóa học Cốc 2: đinh sắt đƣợc cuốn vào dây đồng sẽ hình thành cặp oxi hóa khử Cu2+/Cu và Fe2+/Fe nhúng trong dung dịch chất điện li là nƣớc → khi này xảy ra ăn mòn điện hóa, thanh sắt sẽ bị ăn mòn trƣớc, sau đó đến dây đồng. Cốc 3: đinh sắt đƣợc cuốn vào dây kẽm sẽ hình thành cặp oxi hóa khử Zn2+/Zn và Fe2+/Fe nhúng trong dung dịch chất điện li là nƣớc → khi này xảy ra ăn mòn điện hóa, dây kẽm sẽ bị ăn mòn trƣớc, sau đó đến thanh sắt (do kẽm có tính khử mạnh hơn sắt) → Đinh sắt ngâm trong cốc 2 sẽ bị ăn mòn nhanh nhất: Đáp án C * Phạm vi sử dụng Có thể sử dụng khi dạy bài ăn mòn kim loại (Lớp 12) 2.3.3.4. Ví dụ 4 Thí nghiệm: Mg cháy trong khí cacbonic * Mục đích: nghiên cứu và chứng minh tính oxi hóa của CO2 khi tác dụng với Mg * Dụng cụ và hóa chất 16
- Dụng cụ: Bình tam giác, nút cao su, kẹp sắt, đèn cồn. - Hóa chất: Khí CO2 đƣợc thu trong bình tam giác, miếng Mg. * Tiến hành thí nghiệm - Dùng một kẹp sắt lấy 1 miếng nhỏ Mg rồi đun nóng trên ngọn đèn cồn. - Kết hợp đƣa nhanh miếng Mg đang cháy vào bình đựng khí CO2. Quan sát thí nghiệm và nêu hiện tƣợng. * Hiện tƣợng và giải thích hiện tƣợng Khi đƣa nhanh miếng Mg đang cháy vào bình đựng khí CO2 thì phản ứng xảy ra mãnh liệt. Mg cháy sáng hơn tạo ra ánh sáng chói và thu đƣợc chất rắng màu đen là hỗn hợp MgO và C. PTHH: CO2 + 2Mg 2MgO + C * Chú ý! Thí nghiệm trên có thể thay thế Mg bằng các kim loại mạnh Al, Zn... * Câu hỏi? Câu 1: Với các đám cháy kim loại Mg, Al, Zn...có nên dùng bình khí CO2 để dập tắt đám cháy hay không? Vì sao? Hướng dẫn trả lời: CO2 không duy trì sự cháy và chỉ dùng để dập tắt các đám cháy thông thƣờng còn không thể dùng bình khí CO2 để dập tắt các đám cháy kim loại nhƣ: Mg, Al, Zn... Vì CO2 có khả năng phản ứng với các kim loại này theo. PTHH: CO2 + 2Mg 2MgO + C C + O2 CO2 Câu 2: Hình vẽ sau đây mô tả thí nghiệm khí X tác dụng với chất rắn Y, nung nóng sinh ra khí Z: Cho các phản ứng hoá học sau: (1) CaSO3 + HCl → CaCl2 + SO2 + H2O (2) CuO + CO → Cu + CO2 (3) C + Fe3O4 → Fe + CO2 (4) Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O 17