Khóa luận Thiết kế và sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 11 THPT

Nội dung text: Khóa luận Thiết kế và sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 11 THPT

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA HÓA HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành Lí luận và phương pháp dạy học hóa học THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM GẮN KẾT CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC PHẦN VÔ CƠ LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG GVHD : TS. Phan Đồng Châu Thủy SVTH : Hoàng Khánh Linh Khóa : K39 Thành phố Hồ Chí Minh – 2017
2. i LỜI CẢM ƠN Tôi xin dành lời cảm ơn chân thành đến TS. Phan Đồng Châu Thủy, giáo viên hướng dẫn của tôi vì cô đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Sự tâm huyết của cô chính là nguồn động lực to lớn để tôi hoàn thành khóa luận này. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn Nguyễn Hoàng Huy, Đỗ Thị Phương Ngọc, Đặng Hữu Toàn, sinh viên khóa K39, các bạn đã giúp đỡ tôi khi gặp phải những khó khăn lúc thực hiện đề tài. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn Nguyễn Thành Luân, Lưu Trần Thiên Ân, sinh viên khóa K39, đã giúp đỡ tôi khi tôi thực nghiệm đề tài. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến bạn Nguyễn Thiện Trung – sinh viên khóa K13, khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học quốc gia Tp.HCM, chị Trần Lê Ngọc Ánh, chị Nguyễn Thị Thành Nhơn, sinh viên khóa K38, đã giúp đỡ tôi khi tôi gặp khó khăn trong lúc tiến hành những thí nghiệm trong đề tài này. Tôi cũng gửi lời cảm ơn đến các em học sinh lớp 11A2, 11A1, cô Nguyễn Thị Hiền, cô Phan Thị Bích Vương, trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh; các em học sinh lớp 11A8, 11A3, cô Nguyễn Diệu Linh, thầy Nguyễn Minh Tài, trường THPT Nguyễn Công Trứ; các em học sinh lớp 11B15, 11B5 và thầy Kiều Trí Hòa, trường THPT Bình Hưng Hòa, đã rất nhiệt tình giúp đỡ tôi khi tôi thực nghiệm đề tài và tiếp cho tôi sức mạnh để hoàn thành đề tài này. Cuối cùng, tôi xin gửi lời tri ân đến gia đình, bạn bè đã quan tâm giúp đỡ và động viên tôi trong thời gian nghiên cứu đề tài vừa qua. Xin chân thành cảm ơn! Hoàng Khánh Linh
3. ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ vii MỞ ĐẦU 1 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước 5 1.2. Đổi mới phương pháp dạy học môn Hóa học ở trường THPT 8 1.2.1. Định hướng đổi mới phương pháp dạy học 8 1.2.2. Xu hướng đổi mới phương pháp dạy học 10 1.2.3. Một số phương pháp dạy học môn Hóa học ở trường THPT 11 1.2.4. Những biện pháp đổi mới phương pháp dạy học môn Hóa học ở trường THPT 13 1.3. Thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống 15 1.3.1. Khái niệm thí nghiệm hóa học 15 1.3.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học môn Hóa học ở trường THPT 15 1.3.3. Phân loại và sử dụng thí nghiệm trong dạy học môn Hoá học ở trường THPT 17 1.3.4. Khái niệm thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống 21 1.3.5. Yêu cầu cần đạt của thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống 21 1.4. Thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học môn Hóa học ở một số trường THPT tại Tp.HCM và Tp. Vũng Tàu 23 1.4.1. Mục đích điều tra 23 1.4.2. Đối tượng và phương pháp điều tra 23 1.4.3. Kết quả điều tra 23 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 38 Chương 2: THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC GẮN KẾT CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC PHẦN VÔ CƠ LỚP 11 39
4. iii 2.1. Phân tích nội dung chương trình Hóa học phần Vô cơ lớp 11 39 2.1.1. Cấu trúc và nội dung chương trình phần Hóa học phần Vô cơ lớp 11 39 2.1.2. Chuẩn kiến thức kĩ năng phần Hóa học Vô cơ lớp 11 40 2.1.3. Các phương pháp dạy học phần Hóa học Vô cơ lớp 11 43 2.2. Các nguyên tắc thiết kế các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống 44 2.3. Quy trình thiết kế các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống 45 2.4. Giới thiệu các thí nghiệm gắn kết cuộc sống đã thiết kế và cách sử dụng các thí nghiệm này vào quá trình dạy học Hóa học phần Vô cơ lớp 11 45 2.4.1. Thí nghiệm 1: Một số chất chỉ thị quen thuộc trong cuộc sống 46 2.4.2. Thí nghiệm 2: Kiểm tra môi trường của một số dung dịch quen thuộc 50 2.4.3. Thí nghiệm 3: Phản ứng trao đổi ion 53 2.4.4. Thí nghiệm 4: Phản ứng trung hòa giữa axit và bazơ 55 2.4.5. Thí nghiệm 5: Đốt than trong khí oxi nguyên chất 58 2.4.6. Thí nghiệm 6: Thiết kế bình lọc nước đơn giản tại nhà 60 2.4.7. Thí nghiệm 7: Mô phỏng bình chữa cháy 62 2.4.8. Thí nghiệm 8: Nước vôi trong gặp 7up 64 2.4.9. Thí nghiệm 9: Ngọn nến nào sẽ tắt trước? 66 2.4.10. Thí nghiệm 10: Ảo thuật: Tắt nến 68 2.4.11. Thí nghiệm 11: Vỏ trứng gặp giấm 70 2.5. Giới thiệu giáo án có sử dụng các thí nghiệm gắn kết cuộc sống đã thiết kế 71 2.5.1. Giáo án bài 15: Cacbon 71 2.5.2. Giáo án bài 16: “Hợp chất của cacbon” 81 TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 89 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 90 3.1. Mục đích thực nghiệm 90 3.2. Đối tượng thực nghiệm 90 3.3. Nội dung thực nghiệm 91 3.4. Tiến trình thực nghiệm 91 3.5. Kết quả và xử lí số liệu thực nghiệm 93 3.5.1. Kết quả bài kiểm tra của học sinh 93
5. iv 3.5.2. Kết quả khảo sát ý kiến đánh giá của học sinh 103 3.5.3. Ý kiến của giáo viên bộ môn giảng dạy tại lớp thực nghiệm 107 TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 109 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 PHỤ LỤC
6. v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT - ĐC : Đối chứng - IGCSE : International General Certificate of Secondary Education (Chứng chỉ giáo dục trung học Quốc tế) - NQ : Nghị quyết - NXB : Nhà xuất bản - PGS : Phó giáo sư - PTCS : Phổ thông cơ sở - THCS : Trung học cơ sở - THPT : Trung học phổ thông - ThS : Thạc sĩ - TN : Thực nghiệm - Tp : Thành phố - Tp.HCM : Thành phố Hồ Chí Minh - TS : Tiến sĩ - TW : Trung ương
7. vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Ưu điểm và hạn chế của thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống 22 Bảng 1.2. Ý kiến của học sinh về lợi ích của thí nghiệm hóa học 26 Bảng 1.3. Mong muốn của học sinh trong tiết học hóa học 27 Bảng 1.4. Đánh giá của giáo viên về hiệu quả của thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học hóa học 33 Bảng 1.5. Đánh giá của giáo viên về các biện pháp giúp nâng cao hiệu quả sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học THPT 34 Bảng 2.1. Cấu trúc nội dung chương trình Hóa học phần Vô cơ lớp 11 Cơ bản 39 Bảng 2.2. Chuẩn kiến thức, kĩ năng chương 1 “Sự điện li” và phần Cacbon và hợp chất của cacbon ở chương 3 “Cacbon – Silic” ở chương trình Hóa học lớp 11 40 Bảng 2.3. Các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống đã thiết kế 45 Bảng 3.1. Danh sách các trường lớp và giáo viên tham gia thực nghiệm sư phạm 90 Bảng 3.2. Giáo án thực nghiệm và thí nghiệm được sử dụng trong giáo án 91 Bảng 3.3. Bảng phân phối kết quả thực nghiệm 93 Bảng 3.4. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất tích lũy kết quả kiểm tra của học sinh lớp TN1 và ĐC1 94 Bảng 3.5. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất tích lũy kết quả kiểm tra của học sinh lớp TN2 và ĐC2 94 Bảng 3.6. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất tích lũy kết quả kiểm tra của học sinh lớp TN3 và ĐC3 95 Bảng 3.6. Phân loại kết quả kiểm tra của học sinh 97 Bảng 3.7. Các tham số mô tả kết quả kiểm tra của các lớp TN – ĐC 99 Bảng 3.8. Ý kiến đánh giá của học sinh về ưu điểm của thí nghiệm hoá học gắn kết cuộc sống 103 Bảng 3.9. Ý kiến đánh giá của học sinh về hiệu quả của thí nghiệm hoá học gắn kết cuộc sống 104
8. vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ Hình 1.1. Biểu đồ thái độ, hứng thú của học sinh đối với bộ môn Hóa học 23 Hình 1.2. Biểu đồ nhận xét của học sinh về chương trình Hóa học hiện tại 24 Hình 1.3. Biểu đồ mức độ thường xuyên học với các thí nghiệm hóa học của học sinh 25 Hình 1.4. Biểu đồ tiết học học sinh thường được học với thí nghiệm 25 Hình 1.5. Biểu đồ mức độ thường xuyên học với các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống của học sinh 28 Hình 1.6. Biểu đồ thái độ, hứng thú của học sinh đối với thí nghiệm gắn kết cuộc sống 28 Hình 1.7. Biểu đồ mức độ thường xuyên sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học của giáo viên 30 Hình 1.8. Biểu đồ những khó khăn khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học hoá học 31 Hình 1.9. Biểu đồ mức độ thu hút của thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống so với thí nghiệm hóa học truyền thống do giáo viên đánh giá 32 Hình 1.10. Biểu đồ mức độ thường xuyên sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học hóa học của giáo viên 32 Hình 1.11. Biểu đồ cách sử dụng thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống trong khi dạy học hóa học 33 Hình 2.1. Dung dịch chất chỉ thị màu theo thứ tự lần lượt là nước ngâm đậu đen, dung dịch bắp cải tím, nước hoa hồng 48 Hình 2.2. Màu sắc của nước ngâm đậu đen trong các môi trường 48 Hình 2.3. Màu sắc của dung dịch bắp cải tím trong các môi trường 48 Hình 2.4. Màu sắc của nước hoa hồng trong các môi trường 48 Hình 2.5. Màu của chất chỉ thị vạn năng (thuốc thử MERCK của Đức) ở các giá trị pH khác nhau 50 Hình 2.6. Môi trường của một số dung dịch quen thuộc 52 Hình 2.7. Hiện tượng khi cho dung dịch phèn xanh vào dung dịch bột thông cống 54
9. viii Hình 2.8. Hiện tượng khi cho dung dịch bột nở vào dung dịch nước vôi trong 54 Hình 2.9. Hiện tượng khi cho nước vôi trong lần lượt vào các dung dịch chỉ thị 56 Hình 2.10. Hiện tượng khi cho thêm chanh lần lượt vào các ly chứa nước vôi trong và dung dịch chỉ thị 57 Hình 2.11. Than cháy ở ngoài không khí 59 Hình 2.12. Than cháy trong bình thủy tinh chứa khí oxi nguyên chất 59 Hình 2.13. Nước sau khi lọc 61 Hình 2.14. Hiện tượng của mô phỏng bình chữa cháy 63 Hình 2.15. Kết tủa trắng tạo thành khi 7up tác dụng với nước vôi trong 65 Hình 2.16. Kết tủa trắng tan trong 7up dư 65 Hình 2.17. Cây nến cao nhất tắt trước 67 Hình 2.18. Cây nến cao nhì tắt, còn cây nến thấp nhất vẫn cháy 67 Hình 2.19. Hiện tượng vừa cho bột nở vào ly giấm 69 Hình 2.20. Khí sinh ra làm tắt nến 69 Hình 2.21. Bọt khí li ti trên bề mặt vỏ trứng được ngâm trong giấm 70 Hình 3.1. Đồ thị đường luỹ tích kết quả kiểm tra của học sinh ở lớp TN1 và lớp ĐC1 95 Hình 3.2. Đồ thị đường luỹ tích kết quả kiểm tra của học sinh ở lớp TN2 và lớp ĐC2 96 Hình 3.3. Đồ thị đường luỹ tích kết quả kiểm tra của học sinh ở lớp TN3 và lớp ĐC3 96 Hình 3.4. Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra của học sinh ở lớp TN1 và lớp ĐC1 97 Hình 3.5. Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra của học sinh ở lớp TN2 và lớp ĐC2 98 Hình 3.6. Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra của học sinh ở lớp TN3 và lớp ĐC3 99 Hình 3.7. Học sinh lớp 11B2 trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh làm thí nghiệm trong bài 15 “Cacbon” 101
10. ix Hình 3.8. Học sinh lớp 11A8 trường THPT Nguyễn Công Trứ làm thí nghiệm trong bài 15 “Cacbon” 102 Hình 3.9. Học sinh lớp 11B15 trường THPT Bình Hưng Hòa làm thí nghiệm trong bài 15 “Cacbon” 102 Hình 3.10. Học sinh lớp 11B2 trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh làm thí nghiệm trong bài 16 “Hợp chất của cacbon” 104 Hình 3.11. Học sinh lớp 11A8 trường THPT Nguyễn Công Trứ làm thí nghiệm trong bài 16 “Hợp chất của cacbon” 106 Hình 3.12. Biểu đồ mong muốn của học sinh về tiết học sử dụng các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống 106 Hình 3.13. Học sinh lớp 11B15 trường THPT Bình Hưng Hòa làm thí nghiệm trong bài 16 “Hợp chất của cacbon” 107
11. 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm, vì vậy nếu muốn đổi mới phương pháp dạy học hóa học giúp học sinh hứng thú hơn với môn học này thì thí nghiệm hóa học là một phần không thể thiếu. Trước đây, quá trình dạy học hóa học ở nước ta vẫn mang nặng lí thuyết, học sinh chỉ quen học những phản ứng hóa học thông qua sách vở và lời giảng của giáo viên nên khi vô phòng thí nghiệm thực hành các em tuy rất hứng thú với thí nghiệm, nhưng lại khá lúng túng và không biết nên tiến hành thí nghiệm thế nào, không biết nên mô tả hiện tượng xảy ra như thế nào, từ đó làm cho các em ngại làm thí nghiệm tìm hiểu bài học. Bên cạnh đó, vào những năm gần đây, các kỳ thi Olympic quốc tế cũng có phần thi thực hành đối với một số môn như Vật lí, Hóa học, Sinh học; điều này cho ta thấy, thí nghiệm hóa học là một phần không thể thiếu trong dạy học hóa học. Để bắt kịp xu hướng toàn cầu hóa, không để nền giáo dục nước nhà bị chậm nhịp so với thế giới, Đại hội Đại biểu toàn quốc đã đề ra nhiệm vụ “Phát triển, nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo, chất lượng nguồn nhân lực; phát triển khoa học, công nghệ và kinh tế tri thức”[8]. Nhằm thực hiện nhiệm vụ trên, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã đưa ra Nghị quyết 29_NQ/TW với giải pháp “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học” [4], định hướng đổi mới nền giáo dục nước ta từ chủ yếu trang bị kiến thức sang hình thành và phát triển năng lực người học. Với định hướng đổi mới trên, một số giáo viên đã quyết định đưa các thí nghiệm hóa học vào bài giảng của mình nhằm giúp học sinh hiểu kiến thức sâu hơn, khơi dậy tính tò mò khoa học, rèn luyện kĩ năng thực hành, quan sát hiện tượng và thói quen giải quyết vấn đề bằng khoa học. Tuy nhiên, chỉ thí nghiệm hóa học không chưa đủ vì học sinh vẫn còn thấy Hóa học là một môn học khô khan, khó hiểu, không gắn liền với cuộc sống hàng ngày. Các em vẫn chỉ biết về các chất hóa học và thấy hiện tượng xảy ra qua mô tả của sách giáo khoa, của giáo viên, hoặc ngay cả khi được vô phòng thí nghiệm, các em vẫn chỉ thấy
12. 2 dung dịch riêng biệt của từng chất mà không biết được chất này có ở đâu trong môi trường xung quanh các em. Và hơn hết, thời gian lên phòng thí nghiệm thực hành trong một năm học của các em chỉ chiếm khoảng 10% tổng số tiết theo phân phối chương trình, và các thí nghiệm này cũng khó thực hiện lại tại nhà làm cho kĩ năng thực hành và khả năng vận dụng kiến thức của các em không được rèn luyện nhiều. Từ những lí do trên, với mong muốn góp phần đổi mới phương pháp dạy hóa học ở trường Trung học phổ thông (THPT) và nhằm phát triển năng lực cho học sinh, giúp các em có thể dễ dàng thực hiện lại thí nghiệm tại nhà, chúng tôi đã chọn đề tài: “THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM GẮN KẾT CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC PHẦN VÔ CƠ LỚP 11 THPT” 2. Mục đích nghiên cứu Thiết kế và sử dụng các thí nghiệm gắn kết cuộc sống hàng ngày trong dạy học môn Hóa học phần Vô cơ lớp 11 nhằm góp phần nâng cao khả năng vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn của học sinh và đồng thời nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở trường THPT. 3. Nhiệm vụ của đề tài - Nghiên cứu cơ sở lí luận về đổi mới phương pháp dạy học hóa học ở trường THPT. - Nghiên cứu cơ sở lí luận về thí nghiệm hóa học và thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống ở trường THPT. - Phân tích cấu trúc và nội dung chương trình Hóa học phần Vô cơ lớp 11 THPT. - Đề xuất nguyên tắc thiết kế thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống. - Thiết kế và đề xuất cách sử dụng các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống trong chương trình Hóa học phần Vô cơ lớp 11 THPT. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm tra, đánh giá hiệu quả và khả năng sử dụng của đề tài. 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 4.1. Khách thể nghiên cứu
13. 3 Quá trình dạy học hóa học ở trường THPT. 4.2. Đối tượng nghiên cứu Thiết kế và sử dụng các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống trong việc dạy học môn Hóa học phần Vô cơ lớp 11 THPT. 5. Giới hạn phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống. - Nội dung nghiên cứu: chương trình Hóa học phần Vô cơ lớp 11 THPT, chương trình cơ bản. - Địa bàn nghiên cứu: một số trường THPT trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh (Tp.HCM) và trường THPT Vũng Tàu, Tp. Vũng Tàu. 6. Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế và sử dụng các thí nghiệm gắn kết cuộc sống đảm bảo tính khoa học, trực quan, sinh động trong dạy học môn Hóa học phần Vô cơ lớp 11 THPT thì góp phần nâng cao khả năng vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn cho học sinh. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Nhóm các phương pháp nghiên cứu lí luận - Thu thập, đọc và phân tích, tổng hợp các tài liệu trong nước và ngoài nước về lí luận dạy học và các tài liệu khoa học có liên quan đến đề tài. - Sử dụng phối hợp các phương pháp phân tích, đánh giá, tổng hợp, hệ thống hóa, khái quát hóa, trong nghiên cứu các tài liệu có liên quan tới sử dụng thí nghiệm hóa học và thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong chương trình Hóa học phần Vô cơ lớp 11 THPT. 7.2 Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra bằng bảng hỏi đối với học sinh và giáo viên về thực trạng sử dụng thí nghiệm hóa học và thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học hóa học ở trường THPT. - Trao đổi kinh nghiệm, lấy ý kiến của các chuyên gia, giảng viên về các đề xuất trong đề tài.
14. 4 - Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm giá trị thực tiễn, tính khả thi và hiệu quả của các kết quả nghiên cứu. 7.3. Nhóm các phương pháp xử lí thông tin Sử dụng phương pháp thống kê toán học trong nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng để xử lí định lượng các số liệu, kết quả của việc điều tra và quá trình thực nghiệm sư phạm nhằm minh chứng cho những nhận xét, đánh giá và tính hiệu quả của đề tài. 8. Đóng góp 8.1. Về lí luận - Đề xuất nguyên tắc thiết kế thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống. 8.2. Về thực tiễn - Tìm hiểu thực trạng về việc sử dụng thí nghiệm hóa học và thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống ở trường THPT. - Thiết kế và quay phim lại các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống trong chương trình Hóa học phần Vô cơ lớp 11 THPT nhằm cung cấp thêm nguồn tài liệu cho các giáo viên hóa học THPT tham khảo. - Đề xuất một số biện pháp sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học môn Hóa học phần Vô cơ lớp 11 THPT. - Xây dựng một số giáo án có sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học môn Hóa học phần Vô cơ lớp 11 THPT - Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm tra, đánh giá hiệu quả và khả năng sử dụng của đề tài.
15. 5 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm, do đó thí nghiệm hoá học là phương tiện dạy học trực quan, có vai trò quan trọng trong quá trình dạy và học môn Hoá học. Thí nghiệm hoá học chính là cấu nối giữa lí thuyết và thực tiễn, là mô hình đại diện cho hiện thực khách quan, là cơ sở và điểm xuất phát cho quá trình học tập – nhận thức của học sinh. Thí nghiệm hóa học còn giúp học sinh rèn luyện các kĩ năng thực hành, phát triển tư duy, năng lực và góp phần nâng cao hứng thú học tập. Do đó, với xu hướng đổi mới phương pháp dạy học thì không thể bỏ qua nghiên cứu về thí nghiệm hóa học, tăng cường thí nghiệm vào bài học nhằm nâng cao sự hứng thú của học sinh đối với môn học. Nhiều tác giả đã nghiên cứu đề tài liên quan đến sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học như: Luận án Phó Tiến sĩ “Hoàn thiện hệ thống thí nghiệm hóa học để nâng cao chất lượng dạy – học ở trường PTCS Việt Nam” của tác giả Trần Quốc Đắc (1992) [9] đã hoàn thiện hệ thống thí nghiệm hóa học ở trường THCS bao gồm 105 thí nghiệm biểu diễn và 27 thí nghiệm thực hành. Tuy phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ nằm trong chương trình Hóa học THCS nhưng luận án có tính khoa học cao và có thể vận dụng một phần nào kết quả nghiên cứu vào chương trình THPT của đề tài. Khóa luận tốt nghiệp “ Nâng cao chất lượng dạy học phần: Halogen – Oxi – Lưu huỳnh thông qua việc kết hợp sử dụng phương pháp dạy học thích hợp với thí nghiệm hóa học” của tác giả Nguyễn Ngọc Quế Hương (2001) [15] đã thiết kế được 11 giáo án sử dụng các phương pháp dạy học phối hợp với 25 thí nghiệm hóa học nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo, phát triển tư duy, hứng thú của học sinh đối với bài giảng của giáo viên ở phần Halogen – Oxi – Lưu huỳnh của chương trình hóa học lớp 10. Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học “Sử dụng thí nghiệm và các phương tiện kỹ thuật dạy học để nâng cao tính tích cực, chủ động của học sinh trong học tập Hóa học lớp 10, lớp 11 trường Trung học phổ thông ở Hà Nội” của tác giả Nguyễn Thị Hoa (2003) [13] đã đề xuất các giải pháp tăng cường sử dụng thí nghiệm và biện pháp tiết
16. 6 kiệm thời gian và công sức khi chuẩn bị thí nghiệm cho một giờ lên lớp; xác định danh mục thí nghiệm do học sinh tự làm khi học bài mới, xác định danh mục thí nghiệm do giáo viên biểu diễn khi dạy bài mới; kiến nghị về các bài thực hành và bảo đảm an toàn, phòng độc khi làm thí nghiệm. Bên cạnh đó, đề tài đã đưa ra 5 giáo án có sử dụng thí nghiệm thể hiện các giải pháp được đề xuất và đã được thử nghiệm có hiệu quả. Khóa luận tốt nghiệp “Những thí nghiệm hóa học vui” của tác giả Trần Thị Ngọc Diễm (2007) [7] đã chọn lọc và thiết kế 35 thí nghiệm vui trong chương trình hóa học phổ thông. Đồng thời, tác giả đã dựng lại các thí nghiệm bằng phần mềm Adobe Premiere pro 1.5 và ghi lại các thí nghiệm thành đĩa DVD để làm tư liệu cho giáo viên sử dụng vào các buổi ngoại khóa. Khóa luận tốt nghiệp “Thiết kế và sử dụng một số thí nghiệm hóa học gây hứng thú cho học sinh Trung học phổ thông” của tác giả Trần Thị Quỳnh Mai (2010) [16] đã thiết kế và đề xuất cách sử dụng 12 thí nghiệm gây hứng thú cho học sinh trong quá trình dạy học hóa học THPT. Kết quả thực nghiệm của đề tài cũng cho thấy tỉ lệ học sinh yêu thích môi hóa tăng lên rất nhiều (thích hơn 69,89%, rất thích 16,12%) khi sử dụng thí nghiệm hóa học gây hứng thú cho học sinh. Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học “Sử dụng thí nghiệm hóa học để tổ chức hoạt động học tập tích cực cho học sinh lớp 11 Trung học phổ thông” của tác giả Nguyễn Thị Trúc Phương (2010) [20] đã đề ra 6 nguyên tắc xây dựng quy trình sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động cho học sinh gồm 4 bước. Tác giả còn tiến hành thiết kế và tổ chức 26 hoạt động học tập tích cực cho học sinh sử dụng trong quá trình dạy học các bài chương trình Hoá học lớp 11 cơ bản và nâng cao, trong đó có sử dụng 30 thí nghiệm. Bên cạnh đó, đề tài còn xây dựng kho tư liệu hỗ trợ giáo viên sử dụng thí nghiệm bao gồm 26 phim thí nghiệm biểu diễn, 12 phim bài tập thực nghiệm, 7 mô phỏng thí nghiệm, 10 hình ảnh thực nghiệm và 6 giáo án minh họa cho việc sử dụng đa dạng các hình thức thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực. Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học “Sử dụng thí nghiệm hóa học phần phi kim lớp 10 Trung học phổ thông theo hướng dạy học tích cực” của tác giả Hoàng Thị Thu Hà (2011) [11] đã đề xuất 6 biện pháp sử dụng thí nghiệm hóa học theo hướng dạy học
17. 7 tích cực và thiết kế được 6 giáo án sử dụng thí nghiệm ở lớp 10 THPT theo hướng tích cực. Qua kết quả thực nghiệm, đề tài cũng rút ra được kết luận nếu giáo viên tiến hành dạy học có sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực thì kết quả dạy học được nâng cao. Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học “Sử dụng thí nghiệm để tạo tình huống có vấn đề trong dạy học Hóa học ở trường Trung học phổ thông” của tác giả Khúc Thị Thanh Huê (2012) [14] đã đề xuất được hệ thống gồm 32 thí nghiệm tạo tình huống có vẫn đề và quy trình dạy học sinh giải quyết vấn đề cho 32 thí nghiệm đó. Bên cạnh đó, đề tài còn phân tích vai trò của thí nghiệm trong việc xây dựng tình huống có vấn đề, đề xuất những định hướng khi lựa chọn và các bước sử dụng thí nghiệm tạo tình huống có vấn đề. Khóa luận tốt nghiệp “Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh thông qua các thí nghiệm hóa học lớp 10 chương trình Nâng cao” của tác giả Vũ Thị Cẩm Nga (2015) [17] đã đề xuất 5 biện pháp và 6 phương pháp sử dụng thí nghiệm hóa học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học hóa học ở trường phổ thông. Mặt khác, đề tài cũng đã giới thiệu 5 giáo án sử dụng thí nghiệm ở lớp 10 THPT chương trình nâng cao theo hướng dạy học tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh. Khóa luận tốt nghiệp “Sử dụng thí nghiệm liên hệ đời sống trong dạy học Hóa học bằng tiếng Anh (Chương trình THPT Quốc tế IGCSE)” của tác giả Nguyễn Thị Thành Nhơn (2016) [18] đã đề xuất những nguyên tắc, các bước trong quy trình thiết kế thí nghiệm hóa học liên hệ đời sống. Đồng thời, đề tài cũng đã thiết kế 18 thí nghiệm liên hệ đời sống thuộc 5 chủ đề và 3 bộ hồ sơ bài dạy có sử dụng thí nghiệm liên hệ đời sống trong quá trình dạy môn Hoá học bằng tiếng Anh theo chương trình THPT quốc tế IGCSE. Kết quả cho thấy đa số học sinh có hứng thú hơn với tiết học có sử dụng thí nghiệm liên hệ đời sống, hiểu bài và làm bài tốt hơn. Các đề tài trên nhìn chung đã đề cập đến việc sử dụng thí nghiệm hoá học trong quá trình dạy học nhằm nâng cao hứng thú của học sinh, nâng cao chất lượng dạy và học môn Hoá học ở trường THPT. Nhưng ngoại trừ đề tài của Nguyễn Thị Thành Nhơn thì trước đó chưa có đề tài nào nghiên cứu vận dụng các thí nghiệm gắn kết với
18. 8 cuộc sống vào quá trình dạy học hoá học ở trường THPT nhằm gắn kết lí thuyết với thực tiễn cuộc sống, giúp học sinh khắc sâu kiến thức và vận dụng được kiến thức vào cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, đề tài của Nguyễn Thị Thành Nhơn cũng chỉ mới đặt những bước đi đầu tiên về quy trình thiết kế thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống và thiết kế hồ sơ bài dạy sử dụng những thí nghiệm đó trong quá trình dạy hóa bằng tiếng Anh chứ chưa đi sâu nghiên cứu việc ứng dụng thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống vào dạy học hóa học ở trường THPT. 1.2. Đổi mới phương pháp dạy học môn Hóa học ở trường THPT 1.2.1. Định hướng đổi mới phương pháp dạy học Trong tài liệu học tập “Các phương pháp dạy học tích cực và hiệu quả”, PGS.TS. Trịnh Văn Biều [1] đã chỉ ra giáo dục trong thế kỉ 21 đang chịu tác động của nhiều yếu tố như: sự phát triển nhanh chóng của khoa học kĩ thuật, nhất là sự phát triển của công nghệ thông tin; sự tương tác ở mức độ cao của các hệ thống kinh tế, chính trị, xã hội; nhu cầu tự khẳng định của từng cộng đồng, vùng, lãnh thổ và quá trình toàn cầu hóa. Các yếu tố trên đã dẫn đến 7 biến đổi cơ bản sau: 1. Mục tiêu giáo dục thay đổi từ chủ yếu trang bị kiến thức và kĩ năng sang hình thành năng lực, phẩm chất, nhân cách của người học. 2. Xu hướng giáo dục toàn diện được đề cao. Các môn học thiên về nghệ thuật, thể thao, văn hóa, ngôn ngữ và kĩ năng sống được coi trọng hơn trước. 3. Sự giao thoa giữa các môn học và ngành học ngày càng lớn. 4. Internet trở thành một phương tiện giáo dục quan trọng. Nhờ internet người học và người dạy dễ dàng tìm kiếm, trao đổi thông tin hơn trước. Tiếng Anh sẽ tiếp tục đóng vai trò là ngôn ngữ giao tiếp chính trên thế giới. 5. Sự thay đổi các phương tiện và phương pháp dạy học: phương pháp thuyết giảng của giáo viên sẽ dần thay thế bởi các phương pháp dạy học mới như phương pháp hoạt động nhóm, dạy học dự án, sử dụng phương tiện trực quan, được hệ thống và kết hợp nhuần nhuyễn, đa dạng với nhau. 6. Không gian giáo dục và các loại hình đào tạo được mở rộng. Trước kia học sinh muốn đi học thì phải đi đến trường, thì bây giờ học sinh có thể ngồi ở nhà và học
19. 9 trực tuyến với giáo viên giúp cho những học sinh có khó khăn về đi lại vẫn có thể tiếp cận được kiến thức. Nếu như trước kia học sinh chỉ có những tiết học trên lớp, học thông qua bài giảng của thầy cô thì giờ đây học sinh còn có những tiết học ngoại khóa, giúp học sinh được tiếp xúc nhiều hơn với môi trường xung quanh. 7. Xuất khẩu giáo dục là một lợi thế đem lại nguồn thu nhập cao cho các cường quốc giáo dục. Đứng trước sự biến đổi của giáo dục ở thế kỉ 21, Ban chấp hành Trung ương Đảng đã ra Nghị quyết số 29-NQ/TW (2013) nhằm định hướng đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đã chỉ rõ: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kĩ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kĩ năng, phát triển năng lực. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học.”[4] Và trong tài liệu “Hỏi - Đáp về một số nội dung đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo”, Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng giải thích rõ về mục tiêu giáo dục toàn diện: “Trước đây mục tiêu giáo dục toàn diện thường được hiểu đơn giản là: Học sinh phải học đầy đủ tất cả các môn học thuộc các lĩnh vực khoa học tự nhiên, khoa học xã hội và nhân văn, nghệ thuật, thể dục thể thao ”, “Mục tiêu giáo dục theo tinh thần đổi mới là: phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học. Toàn diện ở đây được hiểu là chú trọng phát triển cả phẩm chất và năng lực con người, cả dạy chữ, dạy người, dạy nghề” [5]. Như vậy, nhằm bắt kịp xu thế thay đổi của giáo dục, phương pháp dạy học cũng phải được chuyển đổi từ lối dạy truyền thụ kiến thức một chiều sang hướng phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học nhằm thay đổi toàn diện quá trình dạy và học. Từ đó, người học phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo; tăng cường khả năng tự học, tự tìm tòi kiến thức; vận dụng các kiến thức vào cuộc sống. Tạo ra những con người hiện đại có đủ phẩm chất và năng lực đáp ứng các nhu cầu cần thiết của xã hội.
20. 10 1.2.2. Xu hướng đổi mới phương pháp dạy học Trên thế giới và ở nước ta, các nhà giáo dục học không ngừng nghiên cứu, thử nghiệm đổi mới phương pháp dạy học để bắt kịp với xu thế của thế giới, không để nền giáo dục nước nhà bị tụt hậu. Trong tài liệu học tập “Các phương pháp dạy học tích cực và hiệu quả”, PGS.TS. Trịnh Văn Biều đã chỉ ra xu hướng đổi mới phương pháp dạy học cơ bản gồm 8 xu hướng cụ thể như sau: 1. Phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo của người học. Theo PGS.TS. Trịnh Văn Biều thì đây là xu hướng quan trọng nhất. Nếu trước kia, trọng tâm hoạt động trong quá trình dạy học chủ yếu là giáo viên, thì bây giờ, trọng tâm này phải chuyển về phía học sinh, tạo thêm nhiều điều kiện giúp cho học sinh tích cực, chủ động, sáng tạo trong tiết học. 2. Trang bị cho học sinh phương pháp tự học để thực hiện phương châm học suốt đời bằng cách đổi mới phương pháp dạy chuyển từ chỉ trang bị kiến thức sang trang bị cho học sinh cách học, phương pháp học tập. 3. Tăng cường rèn luyện năng lực tư duy, khả năng vận dụng kiến thức vào cuộc sống. Chuyển từ yêu cầu học sinh tiêu hóa một lượng lớn kiến thức như trước kia sang yêu cầu học sinh vận dụng những kiến thức được học vào cuộc sống, giải quyết những vấn đề thực tiễn. 4. Cá thể hóa việc dạy học: chia nhỏ lớp, dạy học theo nhóm nhỏ, nhằm mục dích dạy học thích ứng với năng lực và điều kiện của từng người học ở mức độ từ thấp tới cao. 5. Dạy học hợp tác. Tăng cường quan hệ giữa các thành viên trong lớp học với nhau nhằm giúp học sinh phát triển năng lực giao tiếp và năng lực hợp tác. 6. Tăng cường sử dụng tối ưu các phương tiện dạy học, đặc biệt là tin học và công nghệ thông tin nhằm cải thiện bài giảng, giúp học sinh tích cực hơn trong học tập. 7. Đổi mới việc kiểm tra đánh giá, giảm kiểm tra trí nhớ đơn thuần mà thêm vào kiểm tra khả năng suy luận, vận dụng kiến thức nhằm giúp học sinh phát triển năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề và giảm bớt tình trạng học sinh chỉ thuộc lí thuyết nhưng không vận dụng được lí thuyết đó vào cuộc sống.
21. 11 8. Gắn dạy học với nghiên cứu khoa học với mức độ ngày càng cao. Trong 8 xu hướng đổi mới phương pháp dạy học trên thì xu hướng phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo của người học tuy là quan trọng nhất, nhưng đối với quá trình dạy học môn Hóa học thì xu hướng tăng cường sử dụng tối ưu các phương tiện dạy học cũng quan trọng không kém. Các phương tiện dạy học có thể là những phương tiện trực quan như hình ảnh, biểu đồ, cũng có thể là thí nghiệm hóa học. Hóa học là môn học thực nghiệm, lại có nhiều lí thuyết nên nếu không sử dụng những phương tiện trực quan, thí nghiệm hóa học thì có thể gây khó khăn cho việc tiếp thu bài mới của học sinh, nhất là những bài về định luật, học thuyết và nghiên cứu chất mới. 1.2.3. Một số phương pháp dạy học môn Hóa học ở trường THPT Phương pháp là cách thức, phương tiện, là hỗ trợ mà trí tuệ phải đi theo để tìm ra và chứng minh chân lí. Phương pháp là tổ hợp những quy tắc, nguyên tắc dùng để chỉ đạo hành động. Phương pháp dạy học là tổ hợp cách thức hoạt động, làm việc của giáo viên và học sinh trong sự phố hợp thống nhất dưới sự chỉ đạo của giáo viên nhằm thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học và làm cho học sinh tự giác, tích cực, tự lực đạt tới mục đích học tập. Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm, có nhiều ứng dụng trong đời sống và chương trình Hóa học hiện nay của nước ta khá nặng về lí thuyết nên người giáo viên hóa học sử dụng thường xuyên các phương pháp dạy học được chia thành 3 nhóm nhỏ sau (theo tài liệu hỗ trợ học tập học phần “Lí luận và phương pháp dạy học hóa học 1” do ThS. Đào Thị Hoàng Hoa, ThS. Thái Hoài Minh[12] và tài liệu học tập “Các phương pháp dạy học tích cực và hiệu quả” do PGS.TS. Trịnh Văn Biều[1] biên soạn): - Nhóm phương pháp dùng lời: nhóm này gồm 3 phương pháp: + Phương pháp thuyết trình: Giáo viên sẽ truyền đạt kiến thức cho học sinh theo cách thức thông báo – tái hiện. Phương pháp này có ưu điểm là truyền đạt được lượng thông tin lớn, tốn ít thời gian. Bên cạnh đó, khuyết điểm của nó lại khá nghiêm trọng do học sinh tương đối thụ động, tập trung ngắn, mau quên và phương pháp này khó áp dụng với bài dạy có kiến thức trừu tượng.
22. 12 + Phương pháp đàm thoại (hay còn gọi là phương pháp vấn đáp, hỏi – đáp): đây là phương pháp trao đổi giữa giáo viên và học sinh. Có 2 phương pháp đàm thoại: phương pháp đàm thoại phát hiện và phương pháp đàm thoại tái hiện. Ở đây, tôi xin phân tích về phương pháp đàm thoại phát hiện do phương pháp đàm thoại tái hiện không có giá trị nhiều về mặt sư phạm. Trong phương pháp đàm thoại phát hiện, giáo viên sẽ nêu ra hệ thống câu hỏi “dẫn dắt” có logic chặt chẽ với nhau để học sinh suy nghĩ, phán đoán, quan sát, tự đi đến kết luận và lĩnh hội kiến thức. Ưu điểm của phương pháp này là học sinh hoạt động tích cực, độc lập, tiếp thu tốt, thông tin hai chiều. Song, phương pháp này lại khá tốn thời gian và giáo viên dễ bị động khi học sinh hỏi lại nếu chưa chuẩn bị trước những câu hỏi mà học sinh có thể hỏi. + Phương pháp dùng sách giáo khoa và các nguồn tài liệu học tập khác: học sinh sẽ tìm hiểu sách giáo khoa và một số tài liệu học tập để rút ra được kiến thức bài học. Ưu điểm của phương pháp này là học sinh có thể rèn luyện khả năng tự học của bản thân bằng cách tự tổng hợp và tìm kiếm tại liệu. Tuy nhiên, nếu giáo viên không cung cấp đúng nguồn tài liệu cho học sinh thì học sinh có thể hiểu sai kiến thức bài học. - Nhóm phương pháp trực quan: giáo viên sẽ sử dụng các phương tiện trực quan – bao gồm dụng cụ, đồ dùng, thiết bị kĩ thuật từ đơn giản đến phức tạp – trong quá trình dạy học để làm cơ sở và tạo điều kiện thuận lợi cho sự lĩnh hội kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo của học sinh. Trong phương pháp này, thí nghiệm hóa học là dạng phương tiện trực quan chính yếu, được dùng phổ biến và giữ vai trò quyết định trong quá trình dạy học Hóa học. Ưu điểm của nhóm phương pháp này là nâng cao sự tập trung của học sinh, giúp học sinh dễ tiếp thu bài, nhớ lâu và học sinh còn được rèn kĩ năng quan sát, thực hành. Song, khuyết điểm là nhóm phương pháp này lại phụ thuộc khá nhiều vào điều kiện vật chất, trang thiết bị tại cơ sở dạy học và tốn thời gian chuẩn bị. - Nhóm phương pháp thực hành: trong nhóm phương pháp này, giáo viên sẽ cho học sinh làm thí nghiệm, nghiên cứu và làm bài tập. Ưu điểm của phương pháp này là học sinh tự lực, tích cực, sáng tạo, ghi nhớ kiến thức lâu; học sinh tiếp thu kiến
23. 13 thức sâu sắc và vững chắc; học sinh còn được rèn kĩ năng vận dụng kiến thức và giải quyết vấn đề. Song, khuyết điểm của phương pháp này là khá tốn thời gian; phương pháp nghiên cứu thì chỉ áp dụng được với một số nội dung bài học; phương pháp làm bài tập thì ít được sử dụng khi dạy kiến thức mới. Bên cạnh 3 nhóm phương pháp trên thì dạy học hóa học còn có phương pháp hợp tác nhóm. Trong phương pháp này, giáo viên tổ chức lớp thành các nhóm nhỏ và giao công việc cho nhóm thực hiện trong một thời gian nhất định. Có nhiều cấu trúc dạy học hợp tác nhóm như cấu trúc Jigsaw, cấu trúc STAD, cấu trúc Kagan; mỗi loại cấu trúc đều có những ưu điểm và khuyết điểm riêng, tuy nhiên chúng đều có chung một ưu điểm đó là nâng cao khả năng hợp tác và khả năng giao tiếp của học sinh. Các phương pháp trên là những phương pháp được người giáo viên hóa học sử dụng thường xuyên, bên cạnh những phương pháp này, hiện nay người giáo viên hóa học còn có những phương pháp như dạy học tình huống, dạy học dự án, dạy học giải quyết vấn đề, để nâng cao chất lượng dạy và rèn luyện năng lực cho học sinh. Và nhằm đạt được hiệu quả dạy – học tốt nhất, giúp học sinh khắc sâu được kiến thức, phát triển năng lực, người giáo viên thường kết hợp đa dạng phương pháp dạy học với nhau, chứ không thiên về sử dụng chuyên một phương pháp dạy học nào trong bài giảng của mình. 1.2.4. Những biện pháp đổi mới phương pháp dạy học môn Hóa học ở trường THPT Trong tài liệu “Hỏi - Đáp về một số nội dung đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo”, Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng đã nêu rõ mục tiêu cụ thể đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục phổ thông là “Tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lí tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời” [5]. Với mục tiêu trên, phương pháp dạy học cũng được định hướng đổi mới chuyển từ quan điểm dạy học lấy giáo viên làm trung tâm của trước kia sang quan điểm dạy
24. 14 học lấy học sinh làm trung tâm, nhằm phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh. Định hướng này đòi hỏi phương pháp dạy học môn Hóa học ở trường THPT cũng phải đổi mới theo một số biện pháp sau [22]: - Cải tiến các phương pháp dạy học truyền thống: Đổi mới không có nghĩa là loại bỏ các phương pháp truyền thống mà cần bắt đầu bằng việc cải tiến để nâng cao hiệu quả và hạn chế nhược điểm của chúng. Vì các phương pháp truyền thống có những hạn chế tất yếu, nên bên cạnh các phương pháp truyền thống ta cần kết hợp sử dụng các phương pháp dạy học mới. - Kết hợp đa dạng các phương pháp dạy học: đây là phương hướng quan trọng để phát huy tính tích cực và nâng cao chất lượng dạy học. Trong đó, ta cần chú trọng vận dụng, kết hợp một số phương pháp dạy học tích cực sau với các phương pháp khác: + Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề: dạy học giải quyết vấn đề là quan điểm dạy học nhằm phát triển tư duy, khả năng nhận biết và giải quyết các tình huống có vấn đề của học sinh. Các tình huống có vấn đề trong phương pháp này có thể là những tình huống khoa học chuyên môn, mà cũng có thể là những tình huống gắn với thực tiễn. + Vận dụng dạy học theo tình huống: dạy học theo tình huống là việc dạy học được tổ chức theo một chủ để phức hợp gắn với các tình huống thực tiễn cuộc sống và nghề nghiệp. Đây là con đường quan trọng để gắn việc đào tạo trong nhà trường với thực tiễn đời sống, góp phần khắc phục tình trạng giáo dục hàn lâm, xa rời thực tiễn hiện nay của chương trình dạy học Hóa học hiện nay. + Vận dụng dạy học định hướng hành động: trong quá trình học tập có sử dụng dạy học định hướng hành động, học sinh phải thực hiện các nhiệm vụ học tập và hoàn thành các sản phẩm hành động, có sự kết hợp linh hoạt giữa hoạt động trí tuệ và hoạt động tay chân. Hình thức điển hình của dạy học định hướng hành động chính là dạy học dự án. - Tăng cường sử dụng thí nghiệm và phương tiện trực quan trong dạy học Hóa học: phương tiện trực quan, thí nghiệm hóa học có vai trò rất quan trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học. Phương tiện trực quan và thí nghiệm hóa học giúp học sinh
25. 15 lĩnh hội được những kiến thức trừu tượng như phân tử, nguyên tử, ion, hạt nhân nguyên tử, , bản chất hóa học của đối tượng nghiên cứu. 1.3. Thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống 1.3.1. Khái niệm thí nghiệm hóa học Theo Từ điển tiếng Việt, thí nghiệm có 2 nghĩa: nghĩa thứ nhất là “gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định để quan sát, tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh”; nghĩa thứ hai là “làm thử để rút kinh nghiệm”. Theo Đại từ điển tiếng Việt (1999), thí nghiệm là “làm thử theo những điều kiện, nguyên tắc đã được xác định để nghiên cứu, chứng minh”. Còn khái niệm thí nghiệm hóa học được giới hạn trong phạm vi hẹp hơn là “thực hiện các phản ứng, quá trình hóa học phục vụ cho việc dạy học hóa học” [17]. 1.3.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học môn Hóa học ở trường THPT Trong luận án Phó Tiến sĩ Khoa học Sư phạm “Hoàn thiện hệ thống thí nghiệm hóa học để nâng cao chất lượng dạy – học ở trường PTCS Việt Nam”, tác giả Trần Quốc Đắc [9] đã cho thấy vai trò của thí nghiệm trong dạy học hóa học rất quan trọng, cụ thể như sau: - Thí nghiệm hóa học là phương tiện trực quan, giúp học sinh chuyển từ tư duy cụ thể sang trừu tượng và ngược lại. Ví dụ: Qua quá trình đốt than để lấy năng lượng hoặc chế biến thực phẩm mà học sinh dễ dàng quan sát thấy trong cuộc sống, học sinh sẽ dễ dàng ghi nhận lại hiện tượng của phản ứng đốt cháy cacbon trong oxi, từ đó viết được phương trình phản ứng xảy ra. Trong quá trình dạy học bài “Hợp chất của cacbon”, khi nói về tính chất không duy trì sự cháy của CO2, giáo viên thường giới thiệu cho học sinh biết về bình chữa cháy. Bình chữa cháy CO2 có một ngăn lớn đựng dung dịch NaHCO3 và dung dịch H2SO4 được đặt trong một ngăn nhỏ bên trên có vách không cho 02 dung dịch này tiếp xúc với nhau, áp suất trong ngăn được điều chỉnh bởi chốt an toàn và van bóp. Khi kéo chốt an toàn, lắc lên lắc xuống bình thì 02 dung dịch phản ứng tạo ra CO2, CO2 được đưa ra ngoài bởi van bóp [23].
26. 16 Để minh họa cho phản ứng này, giáo viên có thể làm thí nghiệm minh họa bằng natri hiđrocacbonat NaHCO3, dung dịch axit sunfuric H2SO4, xà phòng, bình thủy tinh có nút cao su, trên nút cao su có gắn ống hút nhằm làm nhỏ tiết diện giúp dòng bọt khí bắn ra nhanh hơn. Qua mô phỏng đó, học sinh có thể dễ dàng hình dung được cách hoạt động của bình chữa cháy. - Thí nghiệm hóa học là cơ sở để học sinh tìm ra tính quy luật giữa các đối tượng nghiên cứu cũng như biết cách khai thác chúng. Thí nghiệm hóa học giúp học sinh làm quen và hiểu rõ tính chất vật lí, hóa học của các chất, các quá trình chuyển hóa và các khái niệm, định luật, học thuyết. Khi quan sát thí nghiệm hóa học, học sinh sẽ dễ dàng quan sát được một số tính chất lí hóa của chất như màu sắc, trạng thái, sự thay đổi của chất đó sau khi thực hiện một quá trình hóa học, Ví dụ: Khi giảng về phản ứng giữa nhôm clorua AlCl3, magie clorua MgCl2 với dung dịch natri hiđroxit NaOH, học sinh sẽ không phân biệt được kết tủa keo trắng của nhôm hiđroxit Al(OH)3 nó khác như thế nào so với kết tủa trắng bột của magie hiđroxit Mg(OH)2. Nhưng khi quan sát thí nghiệm, học sinh sẽ dễ dàng phân biệt được, Al(OH)3 là kết tủa keo trắng và nó lơ lửng trong dung dịch, còn Mg(OH)2 là kết tủa trắng bột, sau một thời gian sẽ từ từ lắng xuống dưới đáy ống nghiệm. - Thí nghiệm hóa học là cầu nối giữa lí thuyết và thực tiễn giúp học sinh giải thích được các quá trình có trong tự nhiên, trong sản xuất và đời sống và vận dụng được những điều học được, nghiên cứu được trong nhà trường vào các hoạt động trong đời sống. Ví dụ: Qua bài “Sự điện li”, khi giáo viên làm thí nghiệm kiểm tra độ dẫn điện của dung dịch nước cất, học sinh có thể thấy nước không dẫn điện, sau đó, giáo viên lặp lại thí nghiệm với nước được lấy từ vòi. Khi đó, học sinh sẽ quan sát được nước lấy từ vòi có khả năng dẫn điện. Giáo viên sẽ giải thích cho học sinh rằng nước trong cuộc sống chúng ta tiếp xúc không phải là nước nguyên chất, mà trong đó chứa rất nhiều ion khác nhau, nhờ sự có mặt của các ion đó trong nước mà nước có khả năng dẫn điện. Do đó, khi gặp vùng nước bị nhiễm điện, chúng ta cần phải tránh xa để đề phòng điện giật.
27. 17 1.3.3. Phân loại và sử dụng thí nghiệm trong dạy học môn Hoá học ở trường THPT 1.3.3.1. Phân loại thí nghiệm trong dạy học môn Hoá học ở trường THPT Trong tài liệu hỗ trợ học tập học phần “Lí luận và phương pháp dạy học Hóa học 1”, ThS. Đào Thị Hoàng Hoa và ThS. Thái Hoài Minh [12] đã chia thí nghiệm hóa học ở trường THPT được chia thành 2 loại: thí nghiệm biểu diễn của giáo viên và thí nghiệm của học sinh. - Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên: giáo viên là người thực hiện các thao tác, thực hiện quá trình biến đổi, còn học sinh chỉ theo dõi, quan sát, nhận xét hiện tượng xảy ra. Thí nghiệm biểu diễn được tiến hành bằng 2 phương pháp chính: phương pháp minh họa (thí nghiệm minh họa cho kiến thức mà giáo viên trình bày) và phương pháp nghiên cứu (thí nghiệm là nguồn kiến thức mà học sinh tiếp thu dưới sự hướng dẫn của giáo viên trong quá trình quan sát thí nghiệm). - Thí nghiệm của học sinh: học sinh sẽ được tự tay làm thí nghiệm dưới sự quan sát, theo dõi và hướng dẫn của giáo viên. Tùy theo mục đích của quá trình học tập, thí nghiệm của học sinh được chia thành 3 dạng: thí nghiệm khi nghiên cứu bài mới, thí nghiệm thực hành và thí nghiệm ngoại khóa. 1.3.3.2. Sử dụng thí nghiệm trong dạy học môn Hoá học ở trường THPT Phương pháp dạy học hóa học sử dụng thí nghiệm là một trong những cách tích cực hóa hoạt động dạy và học nhất là khi thí nghiệm được dùng để học sinh khai thác, tìm kiến kiến thức mới hoặc để kiểm chứng, kiểm tra những dự đoán, suy luận lí thuyết và hình thành khái niệm. PGS.TS. Đặng Thị Oanh và PGS.TS. Nguyễn Thị Sửu [19] đã đề xuất một số biện pháp sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động học sinh trong quá trình dạy học: a. Sử dụng thí nghiệm theo phương pháp nghiên cứu Học sinh trực tiếp tác động vào đối tượng nghiên cứu, đề xuất các giả thuyết khoa học, dự đoán những phương án giải quyết vấn đề và lập kế hoạch giải quyết tương ứng với từng giả thuyết. Người giáo viên cần hướng dẫn hoạt động của học sinh như sau: - Học sinh hiểu và nắm vững vấn đề cần nghiên cứu.
28. 18 - Nêu ra các giả thuyết, dự đoán khoa học trên cơ sở kiến thức đã có. - Lập kế hoạch giải quyết tương ứng với từng giả thuyết. - Chuẩn bị hóa chất, dụng cụ, thiết bị thí nghiệm, quan sát trạng thái các chất trước khi làm thí nghiệm. - Tiến hành thí nghiệm, quan sát mô tả đầy đủ các hiện tượng thí nghiệm. - Xác nhận giả thuyết, dự đoán đúng qua kết quả của thí nghiệm. - Giải thích hiện tượng, viết phương trình hóa học và rút ra kết luận. Ví dụ, khi giảng dạy bài “Amoniac và muối amoni”, giáo viên đưa ra vấn đề cho học sinh dự đoán hiện tượng xảy ra khi cho dung dịch nhôm clorua AlCl3 tác dụng với dung dịch amoniac NH3. - Giáo viên đặt vấn đề: hiện tượng xảy ra khi cho từ từ dung dịch amoniac NH3 tới dư vào dung dịch nhôm clorua AlCl3 là gì? - Học sinh dự đoán: + Hiện tượng có kết tủa keo trắng xuất hiện và kết tủa tan dần trong dung dịch NH3 dư. Do NH3 có tính bazơ yếu nên khi tác dụng với AlCl3 sẽ tạo kết tủa Al(OH)3 – nhôm hiđroxit, nhưng nhôm hiđroxit có tính lưỡng tính nên sẽ tan trong NH3 dư. + Hiện tượng có kết tủa keo trắng xuất hiện và kết tủa không tan trong NH3 dư. Do NH3 có tính bazơ yếu nên khi tác dụng với AlCl3 sẽ tạo kết tủa Al(OH)3 – nhôm hiđroxit, tuy nhôm hiđroxit có tính lưỡng tính nhưng NH3 là bazơ yếu, phân li ra ít ion hiđroxit OH- nên sẽ không hòa tan được kết tủa Al(OH)3. - Giáo viên cùng học sinh tiến hành thí nghiệm cho từ từ dung dịch NH3 vào dung dịch AlCl3. Học sinh quan sát và mô tả lại hiện tượng thí nghiệm. - Học sinh xác nhận giả thuyết “Hiện tượng có kết tủa keo trắng xuất hiện và kết tủa không tan trong NH3 dư” là giả thuyết đúng. - Học sinh giải thích hiện tượng, viết phương trình hóa học và kết luận NH3 có tính bazơ yếu nên không hòa tan được kết tủa Al(OH)3. b. Sử dụng thí nghiệm đối chứng
29. 19 Sử dụng thí nghiệm đối chứng nhằm giúp học sinh khắc sâu kiến thức. Học sinh sẽ làm thí nghiệm kiểm chứng kiến thức đã học dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Từ thí nghiệm đối chứng mà học sinh thực hiện, tiến hành quan sát sẽ rút được nhận xét đứng đắn, xác thực. Ví dụ khi giảng dạy bài “Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ”, giáo viên giới thiệu ngoài quỳ tím và dung dịch phenolphtalein thì trong đời sống còn có bắp cải tím là một chất chỉ thị, và màu của bắp cải tím sẽ thay đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch. Học sinh lúc này sẽ tiến hành thí nghiệm quan sát sự đổi màu của bắp cải tím ở nhiều dung dịch có giá trị pH khác nhau và so sánh màu của bắp cải tím với giấy chỉ thị pH vạn năng. c. Sử dụng thí nghiệm nêu vấn đề Giáo viên đặt ra cho học sinh một vấn đề nhận thức, học sinh tiếp nhận mâu thuẫn nhận thức đó và biến thành mâu thuẫn nội tại của bản thân, có nhu cầu muốn giải quyết mâu thuẫn đó, tạo động cơ suy nghĩ học tập. Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh tham gia tích cực vào quá trình tìm hiểu, giải quyết vấn đề, qua đó rút ra kiến thức mới cho bản thân. Có thể tiến hành sử dụng thí nghiệm nêu vấn đề như sau: - Giáo viên nêu ra vấn đề cần nghiên cứu bằng thí nghiệm. - Tổ chức cho học sinh dự đoán kết quả thí nghiệm. - Hướng dẫn học sinh tiến hành thí nghiệm. Hiện tượng của thí nghiệm không đúng với đa số học sinh sẽ tạo ra mâu thuẫn nhận thức, kích thích học sinh tìm tòi và giải quyết vấn đề. - Giáo viên đặt một số câu hỏi để học sinh phân tích thí nghiệm. Sau khi trả lời các câu hỏi, học sinh tự rút ra kết luận về vấn đề. Ví dụ khi giảng dạy bài “Amoniac và muối amoni”, giáo viên có thể nêu vấn đề môi trường dung dịch amoniac là gì. - Giáo viên đặt vấn đề: dung dịch amoniac có làm đổi màu quỳ tím không? Quỳ tím sẽ đổi sang màu gì? - Học sinh dự đoán: + Dung dịch amoniac làm đổi màu quỳ tím sang xanh. + Dung dịch amoniac làm đổi màu quỳ tím sang đỏ.
30. 20 + Dung dịch amoniac không làm đổi màu quỳ tím (đa số). - Giáo viên và học sinh cùng tiến hành thí nghiệm cho giấy quỳ tím vào dung dịch amoniac. Hiện tượng xảy ra là quỳ tím đổi sang màu xanh, chứng tỏ dung dịch amoniac có môi trường bazơ. - Học sinh phân tích thí nghiệm qua một số câu hỏi của giáo viên để rút ra + kết luận: Khi tan trong nước, NH3 kết hợp với ion H của nước, tạo thành ion amoni + - NH4 và giải phóng ion hiđroxit OH , làm cho dung dịch có tính bazơ:  → +− NH32++ H O←  NH 4 OH . d. Sử dụng thí nghiệm hóa học tổ chức cho học sinh nghiên cứu tính chất các chất Đây là quá trình đưa học sinh tham gia hoạt động nghiên cứu một cách tích cực. Giáo viên hướng dẫn học sinh nghiên cứu như sau: - Học sinh nhận thức rõ về vấn đề học tập và nhiệm vụ đặt ra. - Phân tích, dự đoán lí thuyết về tính chất của các chất cần nghiên cứu. - Đề xuất các thí nghiệm để xác nhận tính chất đã dự đoán. - Lựa chọn dụng cụ, hóa chất, đề xuất cách tiến hành thí nghiệm. - Tiến hành thí nghiệm, quan sát, mô tả hiện tượng, xác nhận độ chính xác của những dự đoán. - Kết luận về tính chất của chất cần nghiên cứu. Ví dụ: trong khi dạy bài 15: “Cacbon”, giáo viên yêu cầu học sinh nêu một số hợp chất có chứa nguyên tố cacbon mà học sinh đã được học và xác định số oxi hóa của nguyên tử cacbon trong hợp chất đó. - Dựa vào số oxi hóa của nguyên tử cacbon trong hợp chất, giáo viên vẽ trục số oxi hóa của cacbon và yêu cầu học sinh dự đoán tính chất hóa học cơ bản của cacbon. - Học sinh nhận thấy nguyên tử cacbon có số oxi hóa là 0 có thể dễ dàng cho electron để tăng lên thành +2, +4 để thể hiện tính khử nên học sinh dự đoán cacbon có tính khử.
31. 21 - Giáo viên yêu cầu học sinh đề xuất thí nghiệm để chứng minh cacbon có tính khử. - Học sinh đề xuất thí nghiệm đốt cháy cacbon trong không khí và trong khí oxi nguyên chất. Học sinh lựa chọn dụng cụ, hóa chất và đề xuất cách tiến hành. - Học sinh tiến hành thí nghiệm dưới sự quan sát của giáo viên. Học sinh quan sát, mô tả lại hiện tượng xảy ra và rút ra kết luận cacbon có tính khử. 1.3.4. Khái niệm thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống Thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống là những thí nghiệm được thực hiện từ những chất, dụng cụ quen thuộc trong cuộc sống hằng ngày nhằm giúp học sinh thấy môn Hóa học gần gũi với cuộc sống hơn và giúp nâng cao khả năng vận dụng kiến thức Hóa học được học vào cuộc sống hàng ngày. Có thể áp dụng các thí nghiệm này vào bài học cụ thể với các hoạt động học tập phù hợp nhằm truyền đạt kiến thức một cách gần gũi, dễ dàng hơn. 1.3.5. Yêu cầu cần đạt của thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống Theo Nguyễn Thị Thành Nhơn [18] thì các thí nghiệm gắn kết cuộc sống cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: Đảm bảo tính khoa học: thí nghiệm phải đảm bảo tính chính xác về kiến thức, các bước tiến hành thí nghiệm cần rõ ràng, cụ thể, chú ý các nguyên tắc, kĩ thuật khi tiến hành thí nghiệm. Gắn liền với nội dung bài học: nội dung thí nghiệm và nội dung bài học phải có sự tương quan với nhau, kết quả thí nghiệm nhằm phát hiện, chứng minh, so sánh một vấn đề trọng tâm nào đó trong bài học. An toàn cho cả giáo viên và học sinh: an toàn thí nghiệm là yêu cầu trước hết với mọi thí nghiệm. Để đảm bảo an toàn, giáo viên phải xác định ý thức thức trách nhiệm cao về bảo vệ sức khỏe tính mạng của học sinh, mặt khác giáo viên cần nắm chắc kĩ thuật và phương pháp tiến hành thí nghiệm. Đảm bảo thành công khi biểu diễn: thực hiện thí nghiệm thành công có tác động trực tiếp đến chất lượng dạy học và củng cố niềm tin của học sinh vào khoa học. Vì các hóa chất được lấy trong đời sống thường có nồng độ thấp hơn các hóa hóa chất được lấy trong phòng thí nghiệm, do đó, giáo viên muốn đảm bảo kết quả thí nghiệm
32. 22 vẫn xảy ra nhưng thí nghiệm truyền thống thì giáo viên cần phải nắm vững kĩ thuật tiến hành và tiến hành thử nhiều lần trước khi biểu diễn trên lớp. Các dụng cụ và hóa chất phải được chuẩn bị chu đáo, đồng bộ. Nếu thí nghiệm không thành công, giáo viên cần bình tĩnh kiểm tra lại các bước tiến hành, tìm nguyên nhân và giải thích cho học sinh. Đảm bảo tính thẩm mĩ, rõ ràng: đây là một yêu cầu cơ bản của thí nghiệm biểu diễn. Để đảm bảo tính thẩm mĩ, rõ ràng, khi chuẩn bị giáo viên cần lựa chọn các dụng cụ và sử dụng lượng hóa chất thích hợp. Các dụng cụ cần có kích thước đủ lớn để học sinh ngồi cuối lớp có thể quan sát được, có màu sắc hài hòa, bàn biểu diễn thí nghiệm phải có độ cao cần thiết, các dụng cụ thí nghiệm cần bố trí sao cho học sinh có thể nhìn rõ. Thao tác dễ thực hiện: thí nghiệm gắn kết cuộc sống sử dụng dụng cụ và hóa chất gần gũi với học sinh, nhằm giúp học sinh dễ dàng thực hiện lại tại nhà, do đó thí nghiệm cần phải không đòi hỏi kĩ thuật cao, thao tác phức tạp. Nên khi thiết kế thí nghiệm cần chú ý tính khả thi khi học sinh thực hiện thí nghiệm. Từ những yêu cầu cần đạt đối với thí nghiệm gắn kết cuộc sống, chúng tôi rút ra được một số ưu điểm và hạn chế khi sử dụng thí nghiệm này vào quá trình dạy học Hóa học ở trường THPT: Bảng 1.1. Ưu điểm và hạn chế của thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống Ưu điểm Hạn chế - Các chất gần gũi, quen thuộc, an toàn. - Hiện tượng thí nghiệm kém nhạy và - Đảm bảo tính khoa học. có thể ít rõ ràng hơn so với thí nghiệm - Tạo hứng thú cho học sinh. truyền thống. - Thao tác đơn giản, dễ thực hiện. - Tốn nhiều thời gian cho việc lên ý - Học sinh có thể tự tiến hành lại thí tưởng, thiết kế thí nghiệm. nghiệm tại nhà. - Chưa phù hợp với hình thức thi cử - Giúp học sinh dễ dàng liên hệ kiên hiện hành. thức vào đời sống.
33. 23 1.4. Thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học môn Hóa học ở một số trường THPT tại Tp.HCM và Tp. Vũng Tàu 1.4.1. Mục đích điều tra - Tìm hiểu thực trạng sử dụng thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống trong quá trình dạy học hóa học ở trường THPT hiện nay để có định hướng thiết kế các thí nghiệm khả thi, hiệu quả, phù hợp tình hình thực tế. - Tìm hiểu thái độ, tình cảm và nhận thức của học sinh về thí nghiệm hóa học. - Tìm hiểu những khó khăn của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy và học hóa học ở trường THPT đề xuất những biện pháp cải thiện, giải quyết vấn đề. 1.4.2. Đối tượng và phương pháp điều tra - Đối tượng điều tra: Giáo viên hóa học và học sinh các trường THPT Trưng Vương (quận 1), trường THPT Nguyễn Công Trứ (quận Gò Vấp), trường THPT Bình Hưng Hoà (quận Bình Tân), trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh (quận Bình Tân) và trường THPT Vũng Tàu (Tp.Vũng Tàu). - Phương pháp điều tra: dùng phiếu điều tra, bảng hỏi. Chúng tôi đã phát phiếu khảo sát (phụ lục 1 và 2) đến 40 giáo viên Hoá học và 650 học sinh các trường THPT trên và thu lại được 40 phiếu của các giáo viên Hoá học và 650 phiếu của học sinh. 1.4.3. Kết quả điều tra 1.4.3.1. Kết quả điều tra thực trạng việc học môn Hoá học với thí nghiệm ở trường THPT của học sinh Sau khi thu về 650 phiếu khảo sát học sinh, chúng tôi tiến hành xử lí số liệu và rút ra một số kết luận sau: a) Thái độ, hứng thú của học sinh đối với bộ môn Hoá học Hình 1.1. Biểu đồ thái độ, hứng thú của học sinh đối với bộ môn Hóa học
34. 24 THÁI ĐỘ CỦA HỌC SINH ĐỐI VỚI BỘ MÔN HÓA HỌC Rất không thích Rất thích 5% Không thích 10% 9% Thích 29% Bình thường 47% Biểu đồ 1.1 cho ta thấy thái độ của học sinh đối với môn Hóa khá tích cực. Gần một nửa (47%) học sinh được khảo sát cảm thấy bình thường với môn Hóa học. Có 29% số học sinh được khảo sát cảm thấy yêu thích môn Hóa và 10% số học sinh được khảo sát cảm thấy rất yêu thích môn học này. Tuy nhiên, vẫn có 9% học sinh cảm thấy không thích môn Hóa, và số học sinh cảm thấy rất không thích môn Hóa chỉ khoảng 5% (tức là khoảng 33 học sinh); tuy đây là một con số nhỏ so với phần còn lại học sinh, nhưng cũng là những học sinh mà giáo viên cần quan tâm tới khi dạy học. Hình 1.2. Biểu đồ nhận xét của học sinh về chương trình Hóa học hiện tại NHẬN XÉT CỦA HỌC SINH VỀ CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC HIỆN NAY Nội dung hấp dẫn, thu hút và có nhiều ứng dụng ý nghĩa 24% Nội dung còn nặng về lý thuyết, ít thực hành và ứng dụng 76%
35. 25 Qua biểu đồ 1.2, ta có thể thấy được rằng đối với các em học sinh thì chương trình học hiện nay có “nội dung còn nặng về lí thuyết, ít thực hành và ứng dụng” (76% số học sinh) và 24% học sinh còn lại cảm thấy “nội dung hấp dẫn, thu hút và có nhiều ứng dụng ý nghĩa”. b) Việc học với các thí nghiệm hoá học ở trường THPT Hình 1.3. Biểu đồ mức độ thường xuyên học với các thí nghiệm hóa học của học sinh MỨC ĐỘ THƯỜNG XUYÊN HỌC VỚI CÁC THÍ NGHIỆM HÓA HỌC Chưa bao giờ 2% Thường xuyên Chỉ trong thao 3% giảng 5% Hiếm khi 38% Thỉnh thoảng 52% Hình 1.4. Biểu đồ tiết học học sinh thường được học với thí nghiệm TIẾT HỌC HỌC SINH THƯỜNG ĐƯỢC HỌC VỚI THÍ NGHIỆM 700 602 600 500 Tiết học bài mới 400 Tiết ôn tập, luyện tập 300 Tiết thực hành SINH HỌC SỐ Hoạt động ngoại khóa 200 100 57 17 20 0
36. 26 Qua biểu đồ 1.3 và 1.4 ta có thể thấy, học sinh chỉ thỉnh thoảng được học thí nghiệm hóa học (52%) và tiết học được học thí nghiệm nhiều nhất là tiết học thực hành. Còn các tiết ôn tập, luyện tập là những tiết học mà rất ít học sinh được học với thí nghiệm, và chỉ có 57 học sinh được học thí nghiệm trong tiết học bài mới. c) Hiệu quả của thí nghiệm hóa học trong quá trình học tập của học sinh Bảng 1.2. Ý kiến của học sinh về lợi ích của thí nghiệm hóa học ([1] hoàn toàn không đồng ý; [2] không đồng ý; [3] không có ý kiến; [4] đồng ý; [5] hoàn toàn đồng ý) Mức độ Trung Độ lệch Nhận định 1 2 3 4 5 bình chuẩn Thí nghiệm giúp em có hứng thú 13 18 89 241 289 4,19 0,91 học tập hơn với môn Hoá học Thí nghiệm giúp em rèn luyện 8 10 95 322 215 4,12 0,80 các kĩ năng thực hành Thí nghiệm giúp em tiếp thu kiến 9 22 110 291 218 4,06 0,87 thức chính xác hơn Thí nghiệm giúp em hiểu bài 13 29 159 265 184 3,89 0,94 nhanh và nhớ lâu kiến thức hơn Thí nghiệm giúp em phát triển tư 16 29 190 246 169 3,80 0,96 duy và năng lực Thí nghiệm giúp em có thể vận 18 26 131 255 220 3,97 0,97 dụng kiến thức vào thực tế Thí nghiệm giúp em có niềm tin 15 25 183 229 198 3,88 0,97 vào khoa học hơn Bảng 1.2 cho thấy giá trị trung bình dữ liệu thu được ở các nhận định là từ 3,80 đến 4,19. Trong đó, một số nhận định có giá trị trung bình cao như thí nghiệm hóa học giúp học sinh có hứng thú học tập hơn (4,19), giúp học sinh rèn luyện các kĩ năng thực hành (4,15), giúp học sinh tiếp thu kiến thức chính xác hơn (4,06) và giúp học sinh vận dụng kiến thức đã học vào thực tế (3,97). Mặt khác, độ phân tán số liệu ứng với mỗi nhận định là tương đối thấp (giá trị độ lệch chuẩn từ 0,80 đến 0,97). Từ
37. 27 đó, chúng ta có thể kết luận rằng học sinh đã nhận thức được tầm quan trọng của thí nghiệm trong quá trình học tập môn Hóa học. d) Nhu cầu của học sinh trong quá trình học tập bộ môn Hoá học Bảng 1.3. Mong muốn của học sinh trong tiết học hóa học ([1] hoàn toàn không đồng ý; [2] không đồng ý; [3] không có ý kiến; [4] đồng ý; [5] hoàn toàn đồng ý) Mức độ Trung Độ lệch Mong muốn 1 2 3 4 5 bình chuẩn Được học nhiều lí thuyết về Hoá 191 163 210 64 22 2,33 1,10 học hơn. Được làm nhiều bài tập hoá học 83 151 244 132 40 2,84 1,08 hơn. Được quan sát nhiều thí nghiệm 16 9 67 264 294 4,25 0,88 hoá học hơn. Được tự tay tiến hành nhiều thí 11 8 88 237 306 4,26 0,86 nghiệm hoá học hơn. Được vận dụng kiến thức vào 11 9 110 240 280 4,18 0,88 thực tiễn nhiều hơn. Có nhiều điều thú vị, hấp dẫn 10 11 82 231 316 4,28 0,86 hơn trong tiết học. Bảng 1.3 cho thấy giá trị trung bình dữ liệu thu được ở các mong muốn là từ 2,33 đến 4,28. Trong đó, một số mong muốn có giá trị trung bình cao như “có nhiều điều thú vị, hấp dẫn hơn trong tiết học” (4,28), “được tiến hành nhiều thí nghiệm hóa học hơn” (4,26) và “được quan sát nhiều thí nghiệm hoá học hơn” (4,25). Bên cạnh đó, vẫn có một số mong muốn có giá trị trung bình khá thấp như “được học nhiều lí thuyết về Hóa học hơn” (2,33) và “được làm nhiều bài tập hóa học hơn” (2,84). Mặt khác, độ phân tán số liệu ứng với mỗi mong muốn là tương đối thấp (giá trị độ lệch chuẩn tính được từ 0,86 đến 1,10). Từ đó, chúng ta có thể kết luận rằng học sinh mong muốn được học nhiều điều thú vị hấp dẫn, làm thí nghiệm nhiều hơn trong tiết học và
38. 28 không nhiều học sinh mong muốn học thêm nhiều lí thuyết hoặc làm bài tập nhiều trong tiết học. e) Thái độ học sinh với các thí nghiệm gắn kết với cuộc sống Để khảo sát thái độ học sinh với các thí nghiệm gắn kết cuộc sống, trước tiên chúng tôi khảo sát mức độ thường xuyên học với các thí nghiệm này của học sinh: Hình 1.5. Biểu đồ mức độ thường xuyên học với các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống của học sinh MỨC ĐỘ THƯỜNG XUYÊN HỌC VỚI CÁC THÍ NGHIỆM GẮN KẾT CUỘC SỐNG Chưa bao giờ Thường xuyên 12% 6% Chỉ trong thao giảng 3% Thỉnh thoảng 43% Hiếm khi 36% Biểu đồ 1.5 cho thấy học sinh chỉ thỉnh thoảng được học thí nghiệm gắn kết cuộc sống (43%) và số học sinh chưa bao giờ được học thí nghiệm gắn kết cuộc sống (12% - 78 học sinh) cao hơn so với số học sinh chưa bao giờ được học thí nghiệm hóa học ở biểu đồ 1.3 (2% - 13 học sinh). Như vậy, thí nghiệm gắn kết cuộc sống vẫn còn lạ lẫm với một số học sinh. Hình 1.6. Biểu đồ thái độ, hứng thú của học sinh đối với thí nghiệm gắn kết cuộc sống
39. 29 THÁI ĐỘ CỦA HỌC SINH ĐỐI VỚI THÍ NGHIỆM GẮN KẾT CUỘC SỐNG Không thích Rất không thích 1% 0% Bình thường 22% Rất thích 33% Thích 44% Biểu đồ 1.6. cho thấy thấy thái độ của học sinh đối với thí nghiệm gắn kết cuộc sống rất tích cực. Gần một nửa (44%) học sinh được khảo sát cảm thấy thích và 33% học sinh cảm thấy rất thích thí nghiệm gắn kết cuộc sống. Chỉ có 1% học sinh không thích thí nghiệm gắn kết cuộc sống. Qua đó, ta có thể thấy học sinh rất thích học với thí nghiệm và cũng mong muốn học những điều gần gũi với cuộc sống hàng ngày. 1.4.3.2. Kết quả điều tra thực trạng việc dạy hoá học với thí nghiệm ở trường THPT của giáo viên Sau khi thu về 40 phiếu khảo sát giáo viên đang trực tiếp giảng dạy bộ môn hóa học ở các trường chúng tôi rút ra kết luận:
40. 30 a) Mức độ thường xuyên sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học của giáo viên Hình 1.7. Biểu đồ mức độ thường xuyên sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học của giáo viên MỨC ĐỘ THƯỜNG XUYÊN SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC CỦA GIÁO VIÊN Chưa bao giờ Luôn luôn 0% 0% Thường xuyên 17% Thỉnh thoảng Hiếm khi 23% 60% Biểu đồ 1.7. cho thấy các giáo viên đều có sử dụng thí nghiệm trong dạy học Hóa học. Đa số giáo viên hiếm khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học (60%), không có giáo viên nào luôn luôn sử dụng thí nghiệm trong bài dạy của mình. Tuy nhiên, điều đáng mừng là các giáo viên đều có sử dụng thí nghiệm hóa học, không có ai chưa bao giờ sử dụng thí nghiệm khi dạy học. Vì đa số giáo viên hiếm khi sử dụng thí nghiệm nên chúng tôi khảo sát và tìm hiểu khó khăn của giáo viên khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học Hóa học.
41. 31 b) Những khó khăn khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học Hình 1.8. Biểu đồ những khó khăn khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học hoá học NHỮNG KHÓ KHĂN KHI SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC HOÁ HỌC 35 30 30 28 25 23 20 20 15 15 SỐ GIÁO VIÊN 10 5 4 4 5 1 0 0 0 Trường không có phòng thí nghiệm Phòng thí nghiệm chưa có cán bộ chuyên trách Thiếu dụng cụ và hóa chất Hóa chất bị hỏng dẫn đến tình trạng làm thí nghiệm không ra đúng hiện tượng Tiến hành thí nghiệm tốn nhiều thời gian Giáo viên ngại tiếp xúc với hóa chất, nhất là các hóa chất độc hại Kĩ năng làm thí nghiệm của giáo viên còn chưa tốt Di chuyển dụng cụ và hóa chất nguy hiểm Thi và kiểm tra ít liên quan đến thí nghiệm Một số thí nghiệm khó, hiện tượng không ra rõ ràng Không có chế độ khuyến khích, đãi ngộ giáo viên hợp lí Biểu đồ 1.8. cho thấy có nhiều khó khăn dẫn tới giáo viên không sử dụng thí nghiệm hóa học thường xuyên. Ở các trường được khảo sát đều có phòng thí nghiệm nên đây không phải là lí do dẫn tới giáo viên không sử dụng thí nghiệm thường xuyên. Đa số giáo viên cảm thấy tiến hành thí nghiệm tốn thời gian (30 giáo viên), thi và kiểm tra hiện nay ít liên quan đến thí nghiệm (28 giáo viên) và di chuyển dụng cụ và hóa chất nguy hiểm (23 giáo viên) dẫn tới giáo viên hiếm khi sử dụng thí nghiệm.
42. 32 c) Sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hoá học Hình 1.9. Biểu đồ mức độ thu hút của thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống so với thí nghiệm hóa học truyền thống do giáo viên đánh giá MỨC ĐỘ THU HÚT CỦA THÍ NGHIỆM HÓA HỌC GẮN KẾT CUỘC SỐNG SO VỚI THÍ NGHIỆM HÓA HỌC TRUYỀN THỐNG Không thu hút hơn Như nhau 0% 18% Thu hút hơn 82% Biểu đồ 1.9. cho thấy đa số các giáo viên cho rằng thí nghiệm gắn kết cuộc sống sẽ thu hút học sinh hơn so với thí nghiệm hóa học truyền thống. Hình 1.10. Biểu đồ mức độ thường xuyên sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học hóa học của giáo viên MỨC ĐỘ THƯỜNG XUYÊN SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM GẮN KẾT CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC CỦA GIÁO VIÊN Luôn luôn Thường xuyên Chưa bao giờ 0% 12% 13% Thỉnh thoảng 10% Hiếm khi 65% Biểu đồ 1.10. cho thấy đa số giáo viên hiếm khi sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học (65%), không có giáo viên nào luôn luôn sử dụng loại thí
43. 33 nghiệm này trong bài dạy của mình. Tuy nhiên, có đến 13% giáo viên không bao giờ sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong bài dạy của mình, lí do có thể là khái niệm thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống vẫn còn khá mới lạ với nhiều giáo viên. Ngoài ra, chúng tôi còn khảo sát ý kiến giáo viên về cách sử dụng thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống trong khi dạy học hóa học. Hình 1.11. Biểu đồ cách sử dụng thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống trong khi dạy học hóa học CÁCH SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC GẮN KẾT CUỘC SỐNG TRONG KHI DẠY HỌC HÓA HỌC. 40 35 35 Cung cấp kiến thức mới 30 25 25 Thực hành thí nghiệm hóa học 20 Luyện tập, ôn tập 15 SỐ GIÁO VIÊN 9 10 Hoạt động ngoài giờ lên 4 5 lớp 0 Biểu đồ 1.11. cho thấy đa số giáo viên muốn sử dụng thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống trong hoạt động ngoài giờ lên lớp (35 giáo viên). Có 25 giáo viên muốn sử dụng loại thí nghiệm này để cung cấp kiến thức mới, nhưng chỉ có 4 giáo viên muốn sử dụng loại thí nghiệm này vào tiết luyện tập, ôn tập. Bảng 1.4. Đánh giá của giáo viên về hiệu quả của thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học hóa học ([1] hoàn toàn không đồng ý; [2] không đồng ý; [3] không có ý kiến; [4] đồng ý; [5] hoàn toàn đồng ý) Mức độ Trung Độ lệch Hiệu quả 1 2 3 4 5 bình chuẩn Giúp học sinh hiểu bài, khắc sâu 0 1 14 22 3 3,68 0,66 kiến thức Rèn cho học sinh kĩ năng thực 0 2 22 11 5 3,48 0,78 hành thí nghiệm
44. 34 Tạo không khí lớp học sôi động 0 0 6 27 7 4,03 0,58 Nâng cao hứng thú học tập bộ 0 0 3 28 9 4,15 0,53 môn cho học sinh Giúp học sinh tin tưởng vào 0 6 20 5 9 3,43 1,01 khoa học Phát triển khả năng tư duy, sáng tạo và năng lực giải quyết vấn 0 0 9 22 9 4,00 0,68 đề; nâng cao tính tích cực học tập cho học sinh Tăng khả năng vận dụng kiến 0 0 4 26 10 4,15 0,58 thức đã học vào thực tế Bảng 1.4 cho thấy giá trị trung bình dữ liệu thu được ở các đánh giá là từ 3,43 đến 4,15. Trong đó, một số đánh giá có giá trị trung bình cao như “nâng cao hứng thú học tập bộ môn cho học sinh” (4,15), “tăng khả năng vận dụng kiến thức đã học vào thực tế” (4,15), “tạo không khí lớp sôi động” (4,03). Bên cạnh đó, hai đánh giá có giá trị trung bình thấp là “giúp học sinh tin tưởng vào khoa học” (3,43) và “rèn cho học sinh kĩ năng thực hành thí nghiệm” (3,48). Mặt khác, độ phân tán số liệu ứng với mỗi đánh giá là tương đối thấp (giá trị độ lệch chuẩn tính được từ 0,53 đến 1,01). Từ đó, chúng tôi thấy rằng các giáo viên đánh giá thí nghiệm gắn kết cuộc sống giúp học sinh hứng thú hơn vào môn học, tăng khả năng vận dụng kiến thức thực tế nhưng lại không giúp học sinh rèn được kĩ năng thực hành. d) Biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng thí nghiệm trong dạy học hoá học Bảng 1.5. Đánh giá của giáo viên về các biện pháp giúp nâng cao hiệu quả sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học THPT ([1] hoàn toàn không đồng ý; [2] không đồng ý; [3] không có ý kiến; [4] đồng ý; [5] hoàn toàn đồng ý) Mức độ Trung Độ lệch Biện pháp 1 2 3 4 5 bình chuẩn Tăng cường sử dụng thí nghiệm 0 1 24 14 1 3,38 0,59
45. 35 theo hướng nghiên cứu Tăng cường sử dụng thí nghiệm 0 1 24 14 1 3,38 0,59 theo phương pháp kiểm chứng Tăng cường sử dụng thí nghiệm 0 1 26 13 0 3,30 0,52 theo phương pháp đối chứng Tăng cường sử dụng thí nghiệm theo hướng nêu và giải quyết 0 0 13 22 5 3,80 0,65 vấn đề Cung cấp trước cho học sinh tài liệu về thí nghiệm sẽ làm ở bài 0 1 11 23 5 3,80 0,69 học mới Thường xuyên hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm trong bài 0 0 4 30 6 4,05 0,50 dạy mới Lồng ghép một số thí nghiệm 0 0 0 30 10 4,25 0,44 liên quan thực tế vào bài dạy Liên kết được kiến thức bài học và vấn đề thực tiễn thông qua 0 0 0 26 14 4,35 0,48 việc sử dụng thí nghiệm thực tiễn cuộc sống Tổ chức nhiều hoạt động thí 0 0 2 26 12 4,25 0,54 nghiệm ngoại khóa Bảng 1.5 cho thấy giá trị trung bình dữ liệu thu được ở các biện pháp là từ 3,30 đến 4,35. Trong đó, một số biện pháp có giá trị trung bình cao như “liên kết được kiến thức bài học và vấn đề thực tiễn thông qua việc sử dụng thí nghiệm thực tiễn cuộc sống” (4,35), “lồng ghép một số thí nghiệm liên quan thực tế vào bài dạy” (4,25) và “tổ chức nhiều hoạt động thí nghiệm ngoại khóa” (4,25). Bên cạnh đó, một số đánh giá có giá trị trung bình thấp là “tăng cường sử dụng thí nghiệm theo phương pháp đối chứng” (3,30), “tăng cường sử dụng thí nghiệm theo hướng nghiên cứu” (3,38) và
46. 36 “tăng cường sử dụng thí nghiệm theo phương pháp kiểm chứng” (3,38). Mặt khác, độ phân tán số liệu ứng với mỗi đánh giá là tương đối thấp (giá trị độ lệch chuẩn tính được từ 0,44 đến 0,65). Từ đó, chúng tôi thấy rằng các giáo viên muốn sử dụng thí nghiệm gắn với cuộc sống để đưa những kiến thức thực tế tới gần với học sinh hơn nhưng hướng sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực là sử dụng theo phương pháp nghiên cứu, phương pháp đối chứng không được các giáo viên đánh giá cao. 1.4.3.3. Đánh giá chung về kết quả điều tra Qua những phân tích về kết quả điều tra thực trạng, chúng tôi rút ra một số nhận định chung như sau: Học sinh có thái độ tích cực với môn Hóa học nhưng đa số học sinh nhận thấy chương trình Hóa học hiện nay còn nặng về lí thuyết, ít thực hành và ứng dụng. Bên cạnh đó, học sinh chỉ thỉnh thoảng được học với các thí nghiệm hóa học và đa số tiết học học sinh được học là tiết thực hành, nhưng những tiết này chỉ chiếm 10% tổng số tiết học theo phân phối chương trình nên các em mong muốn được tự tay tiến hành nhiều thí nghiệm hóa học hơn. Học sinh cũng đã nhận thức được tầm quan trọng của thí nghiệm trong quá trình học tập môn Hóa học. Đa số các trường THPT hiện nay đều có phòng thí nghiệm môn Hóa, thế nhưng giáo viên cũng hiếm khi sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học hóa học do tiến hành thí nghiệm tốn thời gian, việc di chuyển dụng cụ, hóa chất khá là nguy hiểm và thi cử hiện nay lại có ít liên quan đến thí nghiệm. Bên cạnh đó, thí nghiệm gắn kết cuộc sống vẫn còn là khái niệm khá mới mẻ đối với một số học sinh và giáo viên, nhưng đa số các em học sinh đều thích loại thí nghiệm này, còn giáo viên thì cảm thấy thí nghiệm này thu hút hơn thí nghiệm truyền thống. Đa số giáo viên đề xuất sử dụng thí nghiệm này vào hoạt động ngoài giờ lên lớp và khi dạy kiến thức mới bằng cách liên kết kiến thức bài học vào cuộc sống và lồng ghép vào bài dạy. Ngoài ra, các giáo viên còn đánh giá cao hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm này trong việc nâng cao hứng thú của học sinh, giúp học sinh tăng khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế và tạo được không khí lớp sinh động. Xuất phát từ cơ sở thực tiễn như trên, chúng tôi nghiên cứu đề tài nhằm thiết kế các thí nghiệm gắn kết cuộc sống giúp đưa những thí nghiệm này gần gũi với học
47. 37 sinh hơn, giúp tăng khả năng vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn, nâng cao hứng thú của học sinh và từ đó góp phần nâng cao hiệu quả học tập bộ môn.
48. 38 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 Trong chương này, chúng tôi đã trình bày những vấn đề thuộc về cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài. Tìm hiểu các tài liệu, các luận án, luận văn cùng hướng nghiên cứu với đề tài. Chúng tôi thấy rằng, việc nghiên cứu sử dụng thí nghiệm hóa học trong dạy học đã và đang thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu. Tuy nhiên, hướng nghiên cứu thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống nhằm giúp cho học sinh nâng cao khả năng vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn thì chưa được các nhà nghiên cứu quan tâm. Nghiên cứu cơ sở lí luận về quá trình đổi mới giáo dục và phương pháp dạy học ở trường phổ thông hiện nay. Có hiểu rõ về xu hướng đổi mới giáo dục và phương pháp dạy học thì người giáo viên mới có thể quan điểm dạy và học tích cực thì người giáo viên mới có thể đưa ra những biện pháp đúng đắn, bắt kịp với xu hướng đổi mới. Tìm hiểu cơ sở lí luận về thí nghiệm hóa học và thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống. Đối với môn hóa học thì thí nghiệm là phương tiện dạy học quan trọng nhất. Vấn đề đặt ra là phải sử dụng thí nghiệm trong dạy học như thế nào để giúp học sinh sinh nâng cao khả năng vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn, giúp môn Hóa học trở nên gần gũi với học sinh hơn. Tiến hành tìm hiểu thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường phổ thông bằng phiếu tham khảo ý kiến 40 giáo viên hóa học và 650 học sinh ở các trường THPT trong địa bàn Tp.HCM và trường THPT Vũng Tàu (Tp. Vũng Tàu). Qua đó, chúng tôi nhận thấy rằng, học sinh rất thích học với thí nghiệm hóa học nhưng thỉnh thoảng mới được học thí nghiệm. Khái niệm thí nghiệm gắn kết cuộc sống vẫn còn khá xa lạ đối với một số học sinh và giáo viên nhưng thái độ của học sinh khá tích cực với loại thí nghiệm này còn giáo viên cũng đánh giá cao về độ thu hút của loại thí nghiệm này so với thí nghiệm truyền thống. Chúng tôi sẽ dựa trên các cơ sở lí luận và thực tiễn trên để nghiên cứu thiết kế và sử dụng các thí nghiệm gắn kết cuộc sống vào trong quá trình dạy học chương trình Hóa học phần Vô cơ lớp 11 THPT. Từ đó làm cho học sinh tăng khả năng vận dụng
49. 39 kiến thức hóa học vào thực tiễn và hứng thú với môn học, từ đó nâng cao chất lượng dạy học. Chương 2: THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC GẮN KẾT CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC PHẦN VÔ CƠ LỚP 11 2.1. Phân tích nội dung chương trình Hóa học phần Vô cơ lớp 11 2.1.1. Cấu trúc và nội dung chương trình phần Hóa học phần Vô cơ lớp 11 Vì đa số các trường, lớp trong Tp.HCM sử dụng chương trình Hóa học Cơ bản nên trong đề tài này, chúng tôi sẽ phân tích và thiết kế các thí nghiệm, giáo án dựa trên chương trình Hóa học phần Vô cơ lớp 11 Cơ bản. Chương trình Hóa học phần Vô cơ lớp 11 Cơ bản bao gồm 3 chương và 19 bài, được phân phối như sau: Bảng 2.1. Cấu trúc nội dung chương trình Hóa học phần Vô cơ lớp 11 Cơ bản Bài Tên bài Chương 1: Sự điện li 1 Sự điện li 2 Axit, bazơ và muối 3 Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ 4 Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li 5 Luyện tập: Axit, bazơ và muối. Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li 6 Bài thực hành 1: Tính axit – bazơ. Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li Chương 2: Nitơ – Photpho 7 Nitơ 8 Amoniac và muối amoni 9 Axit nitric và muối nitrat 10 Photpho 11 Axit photphoric và muối photphat
50. 40 12 Phân bón hóa học 13 Luyện tập: Tính chất của nitơ, photpho và các hợp chất của chúng 14 Bài thực hành 2: Tính chất của một số hợp chất của nitơ, photpho Chương 3: Cacbon – Silic 15 Cacbon 16 Hợp chất của cacbon 17 Silic và hợp chất của silic 18 Công nghiệp silicat 19 Luyện tập: Tính chất của cacbon, silic và các hợp chất của chúng Với nội dung phân phối chương trình theo bảng 2.1, nội dung chương trình Hóa học phần Vô cơ lớp 11 bắt đầu bằng nghiên cứu kiến thức lí thuyết chủ đạo (sự điện li, khái niệm axit, bazơ và muối, pH, khái niệm phản ứng trao đổi ion) và nghiên cứu về 2 nhóm nguyên tố nhóm A (nhóm nitơ và cacbon). Ở trong đề tài này, chúng tôi lựa chọn nghiên cứu xây dựng và thiết kế thí nghiệm gắn kết cho hai phần là chương 1: “Sự điện li” và phần Cacbon và hợp chất của cacbon nằm ở chương 3: “Cacbon – Silic”, nên từ phần này trở đi của đề tài, chúng tôi xin đi sâu vào phân tích chương trình của hai chương đó. 2.1.2. Chuẩn kiến thức kĩ năng phần Hóa học Vô cơ lớp 11 Để phân tích và xây dựng, thiết kế các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống đảm bảo tính khoa học, bám sát với nội dung bài học thì cần phải bám sát theo chuẩn kiến thức, kĩ năng của phần Hóa học Vô cơ lớp 11: Bảng 2.2. Chuẩn kiến thức, kĩ năng chương 1 “Sự điện li” và phần Cacbon và hợp chất của cacbon ở chương 3 “Cacbon – Silic” ở chương trình Hóa học lớp 11 [3] Chủ đề Mức độ cần đạt Chương 1: Sự điện li 1. Sự điện li Kiến thức Biết được : Khái niệm về sự điện li, chất điện li, chất điện li mạnh, chất điện li yếu, cân bằng điện li.
51. 41 Kĩ năng - Quan sát thí nghiệm, rút ra được kết luận về tính dẫn điện của dung dịch chất điện li. - Phân biệt được chất điện li, chất không điện li, chất điện li mạnh, chất điện li yếu. - Viết được phương trình điện li của chất điện li mạnh, chất điện li yếu. 2. Axit, bazơ Kiến thức và muối Biết được : − Định nghĩa : axit, bazơ, hiđroxit lưỡng tính và muối theo thuyết A-rê-ni-ut. − Axit một nấc, axit nhiều nấc, muối trung hoà, muối axit. Kĩ năng − Phân tích một số thí dụ về axit, bazơ, muối cụ thể, rút ra định nghĩa. − Nhận biết được một chất cụ thể là axit, bazơ, muối, hiđroxit lưỡng tính, muối trung hoà, muối axit theo định nghĩa. − Viết được phương trình điện li của các axit, bazơ, muối, hiđroxit lưỡng tính cụ thể. − Tính nồng độ mol ion trong dung dịch chất điện li mạnh. 3. Sự điện li Kiến thức của nước. pH. Biết được: Chất chỉ thị - Tích số ion của nước, ý nghĩa tích số ion của nước. axit – bazơ - Khái niệm về pH, định nghĩa môi trường axit, môi trường trung tính và môi trường kiềm. - Chất chỉ thị axit - bazơ : quỳ tím, phenolphtalein và giấy chỉ thị vạn năng Kĩ năng - Tính pH của dung dịch axit mạnh, bazơ mạnh.
52. 42 - Xác định được môi trường của dung dịch bằng cách sử dụng giấy chỉ thị vạn năng, giấy quỳ tím hoặc dung dịch phenolphtalein. 4. Phản ứng Kiến thức: trao đổi ion Hiểu được: trong dung - Bản chất của phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li dịch các chất là phản ứng giữa các ion. điện li - Để xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li phải có ít nhất một trong các điều kiện: + Tạo thành chất kết tủa. + Tạo thành chất điện li yếu. + Tạo thành chất khí. Kĩ năng: - Quan sát hiện tượng thí nghiệm để biết có phản ứng hóa học xảy ra. - Dự đoán kết quả phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li. - Viết được phương trình ion đầy đủ và rút gọn. - Tính khối lượng kết tủa hoặc thể tích khí sau phản ứng; tính % khối lượng các chất trong hỗn hợp; tính nồng độ mol ion thu được sau phản ứng. 6. Bài thực Kiến thức hành 1: Biết được : Tính axit – Mục đích, cách tiến hành và kĩ thuật thực hiện các thí nghiệm : bazơ. Phản − Tác dụng của các dung dịch HCl, CH3COOH, NaOH, NH3 với ứng trao đổi chất chỉ thị màu. ion trong − Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li : AgNO3 dung dịch các với NaCl, HCl với NaHCO3, CH3COOH với NaOH. chất điện li Kĩ năng
53. 43 − Sử dụng dụng cụ, hoá chất để tiến hành được thành công, an toàn các thí nghiệm trên. − Quan sát hiện tượng thí nghiệm, giải thích và rút ra nhận xét. − Viết tường trình thí nghiệm. Chương 3: Cacbon – Silic 15, 16. Kiến thức Cacbon và Biết được: hợp chất của - Vị trí của cacbon trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, cacbon cấu hình electron nguyên tử , các dạng thù hình của cacbon, tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, độ cứng, độ dẫn điện), ứng dụng - Tính chát vật lí của CO và CO2. Hiểu được: - Cacbon có tính phi kim yếu (oxi hóa hiđro và kim loại canxi), tính khử ( khử oxi, oxit kim loại). Trong một số hợp chất, cacbon thường có số oxi hóa +2 hoặc +4. - CO có tính khử ( tác dụng với oxit kim loại), CO2 là một oxit axit, có tính oxi hóa yếu ( tác dụng với Mg, C ). Biết được: Tính chất vật lí, tính chất hóa học của muối cacbonat (nhiệt phân, tác dụng với axit). - Cách nhận biết muối cacbonat bằng phương pháp hoá học. Kĩ năng - Viết các PTHH minh hoạ tính chất hoá học của C, CO, CO2, muối cacbonat. - Tính thành phần % muối cacbonat trong hỗn hợp ; Tính % khối lượng oxit trong hỗn hợp phản ứng với CO; tính % thể tích CO và CO2 trong hỗn hợp khí. 2.1.3. Các phương pháp dạy học phần Hóa học Vô cơ lớp 11 2.1.3.1. Phương pháp dạy học chương Sự điện li
54. 44 - Giáo viên nên tổ chức dạy học theo nhóm để học sinh dễ dàng trao đổi, thảo luận sử dụng kiến thức cũ để xây dựng kiến thức mới vì lí thuyết về phản ứng trong dung dịch chất điện li học sinh đã được học ở lớp 9 nhưng chưa được hệ thống hóa và tìm hiểu rõ về bản chất phản ứng. - Giáo viên nên sử dụng đến mức tối đa các thí nghiệm hóa học kết hợp với các phương pháp dùng lời khác như phương pháp gợi mở, nêu vấn đề khi dạy cho học sinh trong chương này, vì đây là chương khá trừu tượng, khó hiểu cho học sinh nếu chỉ dạy chay lí thuyết. - Giáo viên nên sử dụng bài tập để giúp học sinh ôn luyện, củng cố, khắc sâu kiến thức mà học sinh đã học được. 2.1.3.2. Phương pháp dạy học phần Cacbon và hợp chất của cacbon - Giáo viên nên sử dụng thí nghiệm hóa học kết hợp với phương pháp dùng lời khác như phương pháp gợi mở, nêu vấn đề khi dạy cho học sinh trong phần này và có thể kết hợp thêm với phương pháp làm việc nhóm. - Cấu trúc phần dạy tính chất hóa học cần tuân theo quy trình: Dự đoán tính chất → Kiểm tra dự đoán → Kết luận, để học sinh dễ khắc sâu kiến thức bài học và hệ thống hóa nội dung kiến thức đã được học. 2.2. Các nguyên tắc thiết kế các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống Để thí nghiệm gắn kết cuộc sống được sử dụng có hiệu quả trong quá trình dạy học Hóa học thì việc thiết kế các thí nghiệm phải đảm bảo các nguyên tắc sau: - Thể hiện rõ kiến thức bài học, bám sát mục tiêu cụ thể của bài học. - Đảm bảo an toàn cho giáo viên, học sinh khi tiến hành thí nghiệm. - Hiện tượng thí nghiệm rõ ràng, dễ quan sát. - Đảm bảo thành công khi thực hiện. - Thời gian chuẩn bị và thời gian tiến hành thí nghiệm phải ngắn, phù hợp với 45 phút của 1 tiết học ở trường THPT. - Thí nghiệm đơn giản, dễ thực hiện, dụng cụ gọn gàng, có tính thẩm mỹ. - Tăng cường sử dụng thí nghiệm theo nghiên cứu, thí nghiệm là phương tiên, công cụ và nguồn tri thức để học sinh khai thác, tìm tòi kiến thức.
55. 45 2.3. Quy trình thiết kế các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống Qua quá trình thực tế khi tìm hiểu, thiết kế các thí nghiệm Hoá học gắn kết cuộc sống, chúng tôi xin đề xuất quy trình thiết kế thí nghiệm như sau: Bước 1: Chọn nội dung bài học phù hợp để sử dụng thí nghiệm khi giảng dạy. Bước 2: Xác định mục tiêu, chuẩn kiến thức, kĩ năng của nội dung đã chọn. Bước 3: Lựa chọn thí nghiệm Hoá học phù hợp mục tiêu, chuẩn kiến thức, kĩ năng của nội dung bài học đã chọn. Bước 4: Tìm kiếm các nguyên vật liệu, dụng cụ gần gũi cuộc sống phù hợp với nội dung bài dạy đã chọn để thay thế các hoá chất, dụng cụ đang được sử dụng; và đề xuất các tiến hành thí nghiệm. Bước 6: Tiến hành thí nghiệm, kiểm chứng hiện tượng và đối chứng với các thí nghiệm truyền thống đang được sử dụng. Bước 7: Điều chỉnh cách tiến hành thí nghiệm, rút ra một số lưu ý kĩ thuật, thiết kế các hình thức biểu diễn phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng. Bước 8: Soạn câu hỏi liên quan đến thí nghiệm và gợi ý lời giải phù hợp. 2.4. Giới thiệu các thí nghiệm gắn kết cuộc sống đã thiết kế và cách sử dụng các thí nghiệm này vào quá trình dạy học Hóa học phần Vô cơ lớp 11 Qua các tài liệu tham khảo về thực hành thí nghiệm hóa học của các tác giả Trịnh Văn Biều (chủ biên) [2], Nguyễn Cương [6], Trần Thị Ngọc Diễm [7], Trần Quốc Đắc [10], Nguyễn Thị Thành Nhơn [18], Nguyễn Xuân Trường (chủ biên) [21], đề tài đã thiết kế được 11 thí nghiệm gắn kết với cuộc sống nhằm cung cấp nguồn tài liệu tham khảo cho giáo viên khi muốn đưa các thí nghiệm hóa học vào các bài dạy ở chương trình Hóa học vô cơ lớp 11 nói riêng và chương trình Hóa học THPT nói chung. Bảng 2.3. Các thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống đã thiết kế STT Tên thí nghiệm 1 Một số chất chỉ thị quen thuộc trong cuộc sống 2 Kiểm tra môi trường của một số dung dịch quen thuộc 3 Phản ứng trao đổi ion
56. 46 4 Phản ứng trung hòa giữa axit và bazơ 5 Đốt than trong khí oxi nguyên chất 6 Thiết kế bình lọc nước đơn giản tại nhà 7 Mô phỏng bình chữa cháy 8 Nước vôi trong gặp 7up 9 Ngọn nến nào sẽ tắt trước? 10 Ảo thuật: Tắt nến 11 Vỏ trứng gặp giấm Các thí nghiệm được giới thiệu sẽ bao gồm: - Mục đích của thí nghiệm. - Dụng cụ, hóa chất. - Cách tiến hành thí nghiệm. - Các lưu ý kĩ thuật khi tiến hành. - Hiện tượng. - Giải thích và phương trình phản ứng. - Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm và cách sử dụng thí nghiệm. - Câu hỏi liên quan đến thí nghiệm và lời giải. 2.4.1. Thí nghiệm 1: Một số chất chỉ thị quen thuộc trong cuộc sống  Mục đích của thí nghiệm: - Giới thiệu và khảo sát đặc tính một số chất chỉ thị axit – bazơ quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày như dung dịch bắp cải tím, nước ngâm đậu đen và nước hoa hồng.  Dụng cụ, hóa chất: Dụng cụ Hóa chất - Ly thủy tinh: 9 cái - Bắp cải tím - Muỗng: 3 cái - Đậu đen - Cánh hoa hồng - Nước nóng - Cồn 90o
57. 47 - Giấm - Nước vôi trong  Cách tiến hành thí nghiệm: - Chuẩn bị dung dịch bắp cải tím: Xé nhỏ bắp cải tím rồi cho vào ly thủy tinh. Sau đó, cho thêm dung dịch cồn 90o vào ly, dùng muỗng nhấn bắp cải xuống sao cho cồn ngập bắp cải tím. Sau một thời gian, chắt lấy phần dung dịch thu được. - Chuẩn bị nước ngâm đậu đen: Cho một ít hạt đậu đen vào ly thủy tinh. Sau đó, cho thêm nước nóng vào khoảng nửa ly. Ngâm đậu đen trong nước nóng tầm 10 phút, chắt lấy phần dung dịch thu được. - Chuẩn bị nước hoa hồng: Cho các cánh hoa hồng vào ly thủy tinh. Sau đó, cho thêm dung dịch cồn 90o vào ly, dùng muỗng nhấn cánh hoa hồng xuống sao cho cồn ngập cánh hoa hồng. Sau một thời gian, chắt lấy phần dung dịch thu được. - Thử sự thay đổi màu của các chất chỉ thị trong môi trường axit và môi trường bazơ: Chuẩn bị 3 cốc chứa giấm và 3 cốc chứa nước vôi trong. Cho lần lượt một ít dung dịch chỉ thị màu vào từng cốc và quan sát hiện tượng xảy ra.  Các lưu ý kĩ thuật khi tiến hành: - Không dùng cồn 90o để ngâm đậu đen, muốn thu được dung dịch ngâm đậu đen ta dùng nước nóng ngâm đậu trong vòng 10 phút. - Nếu không có cồn 90o, ta có thể thay thế bằng nước nóng.  Hiện tượng: - Dung dịch chỉ thị màu:
58. 48 Hình 2.1. Dung dịch chất chỉ thị màu theo thứ tự lần lượt là nước ngâm đậu đen, dung dịch bắp cải tím, nước hoa hồng - Dung dịch chỉ thị màu trong các môi trường: Hình 2.2. Màu sắc của nước ngâm đậu đen trong các môi trường Hình 2.3. Màu sắc của dung dịch bắp cải tím trong các môi trường Hình 2.4. Màu sắc của nước hoa hồng trong các môi trường  Giải thích:
59. 49 Trong bắp cải tím, vỏ đậu đen, cánh hoa hồng đều chứa sắc tố có màu thay đổi phụ thuộc vào pH của môi trường. Sắc tố này nó có thể tan được trong nước nóng hoặc cồn.  Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm và cách sử dụng thí nghiệm: - Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm: Chương 1: Bài 3: Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ. - Cách sử dụng: sử dụng thí nghiệm này khi dạy bài mới bằng: + phương pháp đối chứng: giáo viên giới thiệu trong đời sống cũng có những chất chỉ thị quen thuộc. Giáo viên hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm để kiểm chứng sự thay đổi màu của những chất chỉ thị mà giáo viên đề xuất trong các môi trường. + phương pháp nghiên cứu: giáo viên yêu cầu học sinh xác định môi trường của một số dung dịch cho trước là axit, trung tính hay bazơ nhưng không được sử dụng quỳ tím, giấy chỉ thị vạn năng hoặc phenolphtalein. Học sinh đề xuất một số chất trong đời sống là chất chỉ thị axit – bazơ và tiến hành thí nghiệm để xác nhận dự đoán của học sinh là đúng hay sai. Yêu cầu học sinh khảo sát đặc tính của các chất chỉ thị tự nhiên mà học sinh đã đề xuất và lập bảng so màu các chất chỉ thị đó trong các môi trường khác nhau.  Câu hỏi liên quan đến thí nghiệm và lời giải: 1. Chất chỉ thị axit – bazơ là gì? Hãy cho biết màu của các nước ngâm đậu đen, dung dịch bắp cải tím và nước hoa hồng trong các môi trường. Lời giải: Chất chỉ thị axit – bazơ là chất có màu thay đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch. Nước ngâm đậu đen có màu xanh đen trong môi trường trung tính, có màu vàng xanh trong môi trường bazơ và có màu hồng trong môi trường axit. Dung dịch bắp cải tím có màu tím trong môi trường trung tính, có màu xanh lá cây đậm trong môi trường bazơ và có màu đỏ trong môi trường axit. Nước hoa hồng có màu hồng nhạt trong môi trường trung tính, có màu xanh lá cây đậm trong môi trường bazơ và có màu đỏ hồng trong môi trường axit.
60. 50 2. Ngoài những chỉ thị được lấy trong đời sống được giới thiệu ở trên, các em hãy liệt kê một số chất chỉ thị quen thuộc trong phòng thí nghiệm và cho biết nó sẽ đổi màu như thế nào trong các môi trường? Lời giải: Một số chất chỉ thị quen thuộc trong phòng thí nghiệm là: - Quỳ tím: Khi nhỏ dung dịch có môi trường khác nhau lên giấy quỳ tím thì màu tím không đổi khi dung dịch đó có môi trường trung tính, đổi sang màu đỏ khi dung dịch đó có môi trường axit và đổi sang màu xanh khi dung dịch đó có môi trường bazơ. - Dung dịch phenolphtalein: Dung dịch phenolphtalein là một dung dịch không màu trong môi trường axit và môi trường trung tính, tuy nhiên khi cho dung dịch phenolphtalein vào môi trường bazơ thì nó sẽ hóa hồng. - Giấy tẩm chất chỉ thị vạn năng: Giấy tẩm chất chỉ thị vạn năng có thể xác định được gần đúng giá trị pH của dung dịch phụ thuộc vào sự đổi màu của giấy. Hình 2.5. Màu của chất chỉ thị vạn năng (thuốc thử MERCK của Đức) ở các giá trị pH khác nhau [21] 2.4.2. Thí nghiệm 2: Kiểm tra môi trường của một số dung dịch quen thuộc  Mục đích của thí nghiệm: - Giới thiệu cho học sinh biết ngoài quỳ tím hoặc giấy pH trong phòng thí nghiệm thì trong cuộc sống hàng ngày có thể dùng dung dịch bắp cải tím làm chất chỉ thị axit – bazơ. - Đo pH của một số dung dịch quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày bằng dung dịch bắp cải tím để xác định môi trường của các dung dịch đó.  Dụng cụ, hóa chất: Dụng cụ Hóa chất
61. 51 - Ly nhựa trong: 6 cái - Dung dịch bắp cải tím - Bình thủy tinh: 1 cái - Dung dịch Mountain Dew - Dung dịch giấm - Dung dịch nước vôi trong - Dung dịch bột nở - Nước vòi - Dung dịch nước rửa chén  Cách tiến hành thí nghiệm: - Chuẩn bị một bình dung dịch bắp cải tím (cách chuẩn bị dung dịch bắp cải tím đã được trình bày trong thí nghiệm 2). - Cho từ từ dung dịch bắp cải tím vào các ly chứa: dung dịch Mountain Dew, dung dịch giấm, dung dịch nước vôi trong, dung dịch bột nở, nước vòi, dung dịch nước rửa chén.  Các lưu ý kĩ thuật khi tiến hành: - Các li chứa dung dịch phải sạch để dễ dàng quan sát sự thay đổi về màu sắc. - Khi đổ dung dịch bắp cải tím vào các dung dịch khác cần phải đổ từ từ để dễ quan sát.  Hiện tượng: - Mountain Dew và giấm làm dung dịch bắp cải tím đổi sang màu đỏ. - Nước vôi trong làm dung dịch bắp cải tím chuyển sang màu xanh lá mạ. - Bột nở làm dung dịch bắp cải tím chuyển sang màu xanh lá đậm. - Nước vòi làm dung dịch bắp cải tím không đổi màu. - Nước rửa chén làm dung dịch bắp cải tím chuyển sang màu tím.
62. 52 Hình 2.6. Môi trường của một số dung dịch quen thuộc  Giải thích: Trong bắp cải tím chứa sắc tố có màu thay đổi phụ thuộc vào pH của môi trường, cụ thể độ pH của các dung dịch được đo như sau: - Mountain Dew: 3. - Dung dịch bột nở: 8. - Giấm: 3. - Nước vòi: 7. - Nước vôi trong: 12. - Dung dịch nước rửa chén: 6. (Độ pH của các dung dịch trên được đo bằng giấy đo pH)  Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm và cách sử dụng thí nghiệm: - Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm: Chương 1: Bài 3: Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ. - Cách sử dụng: sử dụng thí nghiệm này khi dạy bài mới bằng phương pháp đối chứng: giáo viên giới thiệu dung dịch bắp cải tím là một chất chỉ thị rất quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày. Giáo viên hướng dẫn học sinh khảo sát sự đổi màu của dung dịch bắp cải tím với từng dung dịch có giá trị pH khác nhau và sau đó sử dụng giấy chỉ thị vạn năng để kiểm chứng độ pH của các dung dịch đó, so sánh kết quả thu được của dung dịch bắp cải tím và giấy chỉ thị vạn năng.  Câu hỏi liên quan đến thí nghiệm và lời giải: 1. Da của chúng ta thường có độ pH dao động từ 4,0 đến 6,0. Do đó nếu chúng ta sử dụng sản phẩm có độ pH thấp (khoảng từ 5,0 đến 6,0) sẽ tốt cho da, giúp da khỏe, nhưng nếu chúng ta sử dụng sản phẩm dưỡng da, sữa rửa mặt có độ pH cao (cao hơn 6,0) sẽ làm cho da bị khô, bong tróc, bị mụn, Do đó, chúng ta cần phải kiểm tra
63. 53 giá trị pH của sản phẩm dành cho da mà mình đang dùng, bạn hãy đề xuất cách kiểm tra giá trị pH mà không dùng giấy pH vạn năng. Lời giải: Sử dụng dung dịch bắp cải tím để kiểm tra giá trị pH. Trích mẫu thử dung dịch sữa rửa mặt đang dùng. Sau đó, cho một ít dung dịch bắp cải tím vào mẫu thử. Nếu như dung dịch bắp cải tím đổi màu sang hồng thì giá trị pH của dung dịch nhỏ hơn 6,0. Nếu dung dịch bắp cải tím không đổi màu hoặc hơi chuyển sang xanh lá thì giá trị pH của mẫu thử có giá trị lớn hơn 6,0. 2.4.3. Thí nghiệm 3: Phản ứng trao đổi ion  Mục đích của thí nghiệm: - Nghiên cứu phản ứng trao đổi ion và tìm hiểu về điều kiện xảy ra của phản ứng. - Viết được phương trình ion thu gọn của phản ứng trao đổi ion.  Dụng cụ, hóa chất: Dụng cụ Hóa chất Ly thủy tinh: 4 cái - Dung dịch bột thông cống - Dung dịch phèn xanh - Dung dịch nước vôi trong - Dung dịch bột nở  Cách tiến hành thí nghiệm: - Cho từ từ dung dịch phèn xanh vào dung dịch bột thông cống. Quan sát hiện tượng xảy ra. - Cho từ từ dung dịch bột nở vào dung dịch nước vôi trong. Quan sát hiện tượng xảy ra.  Các lưu ý kĩ thuật khi tiến hành: - Để thu được hiện tượng đẹp nhất (nhất là với phản ứng giữa dung dịch phèn xanh và dung dịch bột thông cống), ta cần tiến hành thí nghiệm theo đúng hướng dẫn.  Hiện tượng:
64. 54 - Khi cho từ từ dung dịch phèn xanh vào dung dịch bột thông cống ta thấy có kết tủa màu xanh xuất hiện. Hình 2.7. Hiện tượng khi cho dung dịch phèn xanh vào dung dịch bột thông cống - Khi cho từ từ dung dịch bột nở vào nước vôi trong ta thấy có kết tủa màu trắng xuất hiện. Hình 2.8. Hiện tượng khi cho dung dịch bột nở vào dung dịch nước vôi trong  Giải thích và phương trình phản ứng: - Trong dung dịch phèn xanh chứa muối đồng (II) sunfat CuSO4, còn trong dung dịch bột thông cống có chứa natri hiđroxit NaOH, khi cho 2 dung dịch này tác dụng với nhau sẽ tạo ra kết tủa đồng (II) hiđroxit có màu xanh lơ: 2NaOH+ CuSO4 → Cu(OH)2↓+ Na 24 SO - Trong dung dịch bột nở có chứa natri hiđrocacbonat NaHCO3, còn nước vôi trong là canxi hiđroxit Ca(OH)2, khi cho 2 dung dịch này tác dụng với nhau sẽ tạo ra kết tủa canxi cacbonat: 2NaHCO3+ Ca(OH)2 → CaCO3↓+ Na 23 CO + 2H 2 O
65. 55  Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm và cách sử dụng thí nghiệm: - Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm: Chương 1: Bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li. - Cách sử dụng: sử dụng thí nghiệm này khi dạy bài mới bằng phương pháp đối chứng: giáo viên yêu cầu học sinh tiến hành và quan sát thí nghiệm về phản ứng trao đổi ion trong dung dịch từ một số chất quen thuộc trong đời sống.  Câu hỏi liên quan đến thí nghiệm và lời giải: 1. Hãy cho biết điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li. Viết phương trình ion thu gọn của phản ứng trong thí nghiệm. Lời giải: Sau phản ứng phải tạo ra ít nhất một trong các chất sau: chất kết tủa, chất bay hơi hoặc chất điện li yếu. Phương trình thu gọn của các phản ứng xảy ra trong thí nghiệm: −+2 2OH+ Cu  → Cu(OH)2 ↓ −−+2 HCO3+ OH + Ca  → CaCO32 + H O 2+ 2+ - 2. Trong nước thải của một nhà máy có chứa các ion như: Pb , Cd , HCO3 , Mn2+, Cu2+. Hãy đề xuất hóa chất rẻ tiền để loại các ion đó ra khỏi nước thải. Lời giải: Muốn loại các ion đó ra khỏi nước thải ta có thể làm ion đó kết hợp với ion khác để tạo thành chất kết tủa, hoặc bay hơi. Ở đây ta thấy có các ion kim loại - - 2- nặng có thể tạo kết tủa khi gặp ion OH và ion HCO3 có thể tạo thành ion CO3 khi - 2- gặp ion OH , ion CO3 là một ion dễ tạo kết tủa khi gặp các ion kim loại khác. Do đó, hóa chất cần sử dụng phải chứa ion OH- và phải rẻ tiền, dễ tìm trong cuộc sống, nên hóa chất có thể sử dụng là nước vôi trong Ca(OH)2. 2.4.4. Thí nghiệm 4: Phản ứng trung hòa giữa axit và bazơ  Mục đích của thí nghiệm: - Tìm hiểu về phản ứng trao đổi ion trong dung dịch mà sản phẩm tạo thành sau phản ứng là chất điện li yếu. - Nghiên cứu phản ứng xảy ra khi cho dung dịch axit vào dung dịch bazơ bằng sự có mặt của chất chỉ thị axit – bazơ.  Dụng cụ, hóa chất:
66. 56 Dụng cụ Hóa chất - Ly thủy tinh: 3 cái - Dung dịch bắp cải tím - Nước ngâm đậu đen - Nước hoa hồng - Chanh - Nước vôi trong  Cách tiến hành thí nghiệm: - Chuẩn bị sẵn 3 ly thủy tinh chứa dung dịch chỉ thị màu: dung dịch bắp cải tím, nước ngâm đậu đen và nước hoa hồng. - Cho một ít dung dịch nước vôi trong lần lượt vào các ly thủy tinh trên. Quan sát sự đổi màu của dung dịch. - Sau đó, cho thêm một ít nước cốt chanh lần lượt vào các ly chứa chỉ thị và nước vôi trong. Quan sát sự đổi màu của dung dịch.  Các lưu ý kĩ thuật khi tiến hành: - Khi ta cho nước cốt chanh vô các ly chứa chỉ thị và nước vôi trong ta cần lắc nhẹ để phản ứng xảy ra đồng đều, không lắc quá mạnh vì lắc mạnh sẽ làm phản ứng xảy ra quá nhanh, ta sẽ không kịp quan sát hiện tượng xảy ra.  Hiện tượng: - Khi cho dung dịch nước vôi trong vào các ly thủy tinh, ta thấy màu dung dịch trong ly chuyển dần sang màu xanh. Hình 2.9. Hiện tượng khi cho nước vôi trong lần lượt vào các dung dịch chỉ thị - Khi cho chanh lần lượt vô các ly thủy tinh, lắc nhẹ, ta thấy màu xanh dần biến mất và dung dịch dần chuyển sang màu đỏ.
67. 57 Hình 2.10. Hiện tượng khi cho thêm chanh lần lượt vào các ly chứa nước vôi trong và dung dịch chỉ thị  Giải thích và phương trình phản ứng: Trong bắp cải tím, vỏ đậu đen, cánh hoa hồng đều chứa sắc tố có màu thay đổi phụ thuộc vào pH của môi trường. Khi ta cho dung dịch nước vôi trong có môi trường bazơ vào trong các dung dịch chỉ thị, thì các sắc tố ở trong dung dịch chuyển sang màu xanh. Khi ta cho nước cốt chanh vào ly chứa nước vôi trong và chỉ thị, trong chanh có axit citric, axit này sẽ phân li ra ion H+, trung hòa ion OH- do nước vôi trong phân li theo phản ứng: +− H+ OH  → H2 O Sau đó ion H+ còn dư, tạo môi trường axit cho dung dịch sau phản ứng làm chỉ thị chuyển sang màu hồng.  Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm và cách sử dụng thí nghiệm: - Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm: Chương 1: Bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li. - Cách sử dụng: sử dụng thí nghiệm này khi dạy bài mới bằng: + phương pháp đối chứng: giáo viên yêu cầu học sinh làm thí nghiệm và quan sát phản ứng trao đổi ion trong dung dịch tạo thành chất điện li yếu, đặc biệt là phản ứng xảy ra giữa axit – bazơ tạo thành nước, phản ứng này được gọi là phản ứng trung hòa. + phương pháp nghiên cứu: giáo viên đặt câu hỏi axit và bazơ có phản ứng với nhau hay không? Sau đó giáo viên yêu cầu học sinh tiến hành và quan