›

Khóa luận Thiết kế và sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 THPT

pdf 140 trang thiennha21 16/04/2022 6491
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Thiết kế và sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 THPT", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_thiet_ke_va_su_dung_thi_nghiem_gan_ket_voi_cuoc_so.pdf

Nội dung text: Khóa luận Thiết kế và sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 THPT

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ 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 VỚI CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC PHẦN VÔ CƠ LỚP 12 THPT GVHD : Th.S Thái Hoài Minh SVTH : Đặng Hữu Toàn Khóa : K39 Thành phố Hồ Chí Minh – 2017
  2. i LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin dành lời cảm ơn chân thành đến Th.S Thái Hoài Minh, giáo viên hướng dẫn đề tài khóa luận của tôi, một giáo viên rất nhiệt tâm, tận tình giúp đỡ tôi từ những bước chập chững đến với bộ môn Lí luận và phương pháp dạy học đến giờ. Sự tâm huyết của cô là một trong những động lực lớn giúp tôi có thể hoàn thành được khóa luận tốt nghiệp như ngày hôm nay. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến TS. Phan Đồng Châu Thủy và Th.S Đào Thị Hoàng Hoa vì cũng đã hết lòng hướng dẫn tôi và các cộng sự trong việc chuẩn hóa các thao tác thí nghiệm, góp phần vào sự thành công của khóa luận. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong nhóm cộng sự: Nguyễn Hoàng Huy, Hoàng Khánh Linh, Đỗ Thị Phương Ngọc; các chị Trần Lê Ngọc Ánh, Nguyễn Thị Thành Nhơn và các em khóa K40. Các em, các bạn và các chị đã hỗ trợ đắc lực cho tôi từ lúc chuẩn bị các dụng cụ hóa chất, tiến hành quay các thí nghiệm, cũng như trong quá trình TNSP. 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 – đã gợi ý cho tôi ý tưởng thực hiện một số thí nghiệm trong đề tài này, đặc biệt là các thí nghiệm về phần điện hóa. Tôi cũng gửi lời cảm ơn đến các em học sinh lớp 12A3, 12A4 cô Hà Tú Vân, thầy Trần Trường Thắng, trường THPT Nguyễn Công Trứ (quận Gò Vấp); các em học sinh lớp 12A4, 12A6, thầy Kiều Trí Hòa, trường THPT Bình Hưng Hòa (quận Bình Tân), đã rất nhiệt tình giúp đỡ, phối hợp với 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! Đặng Hữu Toàn
  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, ĐỒ THỊ vii MỞ ĐẦU 1 Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 6 1.1. Lịch sử vấn đề 6 1.2. Đổi mới PPDH môn Hóa học ở trường THPT 8 1.2.1. Định hướng đổi mới PPDH 8 1.2.2. Xu hướng đổi mới PPDH 9 1.2.3. PPDH môn Hóa học ở trường THPT 10 1.2.4. Những yêu cầu đổi mới PPDH môn Hóa học ở trường THPT 11 1.3. Cơ sở lý luận về thí nghiệm hóa học 12 1.3.1. Khái niệm thí nghiệm hóa học 12 1.3.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học môn Hóa học ở trường THPT 13 1.3.2.1. Thí nghiệm hóa học là phương tiện trực quan 13 1.3.2.2. Thí nghiệm hóa học là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn 14 1.3.2.3. Thí nghiệm hóa học rèn luyện kĩ năng, thao tác thực hành 15 1.3.2.4. Thí nghiệm hóa học phát triển tư duy và niềm tin vào khoa học 15 1.3.2.5. Thí nghiệm hóa học gây hứng thú 16 1.3.3. Các yêu cầu khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học 16 1.3.4. Cách sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường THPT 17 1.3.4.1. Sử dụng thí nghiệm nghiên cứu bài mới 17 1.3.4.2. Sử dụng thí nghiệm trong giờ luyện tập, ôn tập 21 1.3.4.3. Sử dụng thí nghiệm trong giờ thực hành 22 1.3.4.4. Sử dụng thí nghiệm trong kiểm tra, đánh giá 22
  4. iii 1.3.5. Thí nghiệm gắn kết với cuộc sống 22 1.4. Thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở một số trường THPT tại TP. HCM và Bà Rịa – Vũng Tàu 23 1.4.1. Mục đích điều tra 23 1.4.2. Đối tượng và phương pháp điều tra 24 1.4.3. Kết quả điều tra 24 1.4.3.1. Kết quả điều tra thực trạng việc học hóa học với thí nghiệm ở trường THPT của HS 24 1.4.3.2. Kết quả điều tra thực trạng việc dạy hóa học với thí nghiệm ở trường THPT của GV 30 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 37 Chương 2. THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM GẮN KẾT VỚI CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC PHẦN VÔ CƠ LỚP 12 THPT 38 2.1. Phân tích nội dung chương trình hóa học phần vô cơ lớp 12 38 2.1.1. Cấu trúc và nội dung chương trình hóa học phần vô cơ lớp 12 38 2.1.2. Mục tiêu dạy học 40 2.1.2.1. Mục tiêu của chương Đại cương về kim loại 40 2.1.2.2. Mục tiêu của chương Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm 41 2.1.2.3. Mục tiêu của chương Sắt và một số kim loại quan trọng 43 2.1.3. Một số lưu ý dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 44 2.1.3.1. Về cấu tạo kim loại 45 2.1.3.2. Tính chất vật lí 45 2.1.3.3. Tính chất hóa học của kim loại 45 2.2. Tiêu chí và quy trình thiết kế các thí nghiệm hóa học theo hướng gắn kết với cuộc sống 46 2.2.1. Tiêu chí lựa chọn thí nghiệm hóa học để thiết kế theo hướng gắn kết với cuộc sống 47 2.2.2. Quy trình thiết kế các thí nghiệm hóa học theo hướng gắn kết với cuộc sống . 47 2.3. Thiết kế và sử dụng các thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 49
  5. iv 2.3.1. Thí nghiệm 1 “Viên sáp không đun vẫn rơi” 50 2.3.2. Thí nghiệm 2 “Sắt hay đồng chịu được axit?” 53 2.3.3. Thí nghiệm 3 “Dây sắt đổi màu” 55 2.3.4. Thí nghiệm 4 “Làm sáng đèn bằng quả chanh” 58 2.3.5. Thí nghiệm 5 “Dung dịch xanh kì lạ” 61 2.3.6. Thí nghiệm 6 “Điện phân dung dịch phèn xanh” 64 2.3.7. Thí nghiệm 7 “Viên sủi biến mất” 67 2.3.8. Thí nghiệm 8 “Núi lửa phun trào” 69 2.3.9. Thí nghiệm 9 “Dung dịch diệu kì” 72 2.3.10. Thí nghiệm 10 “Thổi đục nước vôi trong” 74 2.3.11. Thí nghiệm 11 “Vỏ ốc sủi bọt” 77 2.3.12. Thí nghiệm 12 “Tính chất hóa học của nhôm” 79 2.4. Giới thiệu giáo án có sử dụng các thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống đã thiết kế 85 2.4.1. Bài 26: Kim loại kiềm thổ và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ (Tiết 2 – Lớp 12 CB) 85 2.4.2. Bài 27: Nhôm và hợp chất của nhôm (Tiết 1 – Lớp 12 CB) 89 TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 97 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 98 3.1. Mục đích TNSP 98 3.2. Đối tượng TNSP 98 3.3. Nội dung TNSP 98 3.4. Tiến trình TNSP 99 3.5. Kết quả và xử lý số liệu TNSP 99 3.5.1. Kết quả bài kiểm tra của HS 99 3.5.2. Kết quả khảo sát ý kiến đánh giá của HS 105 3.5.3. Ý kiến của GV thực nghiệm và quan sát tình hình lớp học 110 TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 113 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116
  6. v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT PGS : Phó giáo sư TS : Tiến sĩ Th.S : Thạc sĩ PPDH : Phương pháp dạy học ĐC : Đối chứng TN : Thực nghiệm TNSP : Thực nghiệm sư phạm IGCSE : International General Certificate of Secondary Education (Chứng chỉ giáo dục trung học Quốc tế) THPT : Trung học phổ thông ĐHSP : Đại học Sư phạm TP. HCM : Thành phố Hồ Chí Minh NXB : Nhà xuất bản ĐPDD : Điện phân dung dịch TT : Thứ tự
  7. vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Ý kiến của HS về lợi ích của thí nghiệm hóa học 27 Bảng 1.2. Mong muốn của HS trong tiết học hóa học 28 Bảng 1.3. Đánh giá của GV về hiệu quả của thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học hóa học 35 Bảng 1.4. Đánh giá của GV về các biện pháp giúp nâng cao hiệu quả sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học THPT 36 Bảng 2.1. Cấu trúc nội dung hóa học phần vô cơ lớp 12 cơ bản 38 Bảng 2.2. Các thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống đã thiết kế 50 Bảng 3.1. Danh sách các lớp thực nghiệm và đối chứng 98 Bảng 3.2. Các thí nghiệm được sử dụng trong TNSP 98 Bảng 3.3. Kết quả bài kiểm tra của HS 99 Bảng 3.4. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất tích luỹ kết quả kiểm tra của HS lớp TN1 và ĐC1 100 Bảng 3.5. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất tích luỹ kết quả kiểm tra của HS lớp TN2 và ĐC2 101 Bảng 3.6. Phân loại kết quả kiểm tra của HS 103 Bảng 3.7. Các tham số mô tả kết quả kiểm tra của các lớp TN–ĐC 104 Bảng 3.8. Ý kiến đánh giá của HS về ưu điểm của thí nghiệm hóa học kết gắn với cuộc sống 106 Bảng 3.9. Ý kiến đánh giá của HS về hiệu quả của thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống 108
  8. vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Biểu đồ thể hiện thái độ, hứng thú của HS đối với bộ môn Hóa học 24 Hình 1.2. Biểu đồ thể hiện nhận xét của HS về chương trình hóa học hiện tại 25 Hình 1.3. Biểu đồ thể hiện mức độ thường xuyên học với các thí nghiệm hóa học của HS 26 Hình 1.4. Biểu đồ thể hiện tiết học HS thường được học với thí nghiệm 26 Hình 1.5. Biểu đồ thể hiện mức độ thường xuyên học với các thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống của HS 29 Hình 1.6. Biểu đồ thể hiện thái độ, hứng thú của HS đối với thí nghiệm gắn kết với cuộc sống 30 Hình 1.7. Biểu đồ thể hiện mức độ thường xuyên sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học của GV 31 Hình 1.8. Biểu đồ thể hiện những khó khăn khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học 32 Hình 1.9. Biểu đồ thể hiện mức độ thu hút của thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống so với thí nghiệm hóa học truyền thống do GV đánh giá 33 Hình 1.10. Biểu đồ thể hiện mức độ thường xuyên sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học của GV 33 Hình 1.11. Biểu đồ thể hiện cách sử dụng thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống trong khi dạy học hóa học 34 Hình 2.1. Hiện tượng thí nghiệm “Viên sáp không đun vẫn rơi” lúc vừa đốt nóng dây đồng (a) và sau khi đốt dây đồng một thời gian (b) 51 Hình 2.2. Sắt phản ứng được với giấm sinh ra bọt khí nhưng đồng lại không có tính chất đó 54 Hình 2.3. Dây đồng đã đổi màu 56 Hình 2.4. Bóng đèn led sáng lên trong bóng tối 59 Hình 2.5. Cấu tạo của axit citric 59 Hình 2.6. Giấy bạc trong ly thủy tinh 1 thoát khí ra nhiều hơn so với giấy bạc trong ly thủy tinh 2 62
  9. viii Hình 2.7. Một điện cực có bọt khí, một điện cực xuất hiện một lớp chất rắn màu đỏ gạch bám lên 65 Hình 2.8. Viên sủi đang dần tan ra 68 Hình 2.9. Thành phần của viên sủi 68 Hình 2.10. Cấu tạo của axit ascorbic (không kể đồng phân lập thể) 68 Hình 2.11. Núi lửa đang phun trào 70 Hình 2.12. Ly thủy tinh chứa nước vôi trong có xuất hiện kết tủa trắng, còn ở ly thủy tinh chứa giấm có hiện tượng sủi bọt khí 73 Hình 2.13. Nước vôi trong bị đục 75 Hình 2.14. Vỏ ốc đang sủi bọt 78 Hình 2.15. Bọt khí xuất hiện quanh mảnh vỏ lon coca 80 Hình 2.16. Hiện tượng chất rắn màu đỏ gạch bám bên ngoài và bọt khí xuất hiện quanh mảnh vỏ lon coca 83 Hình 3.1. Đồ thị đường luỹ tích kết quả kiểm tra của HS ở lớp TN1 và lớp ĐC1 102 Hình 3.2. Đồ thị đường luỹ tích kết quả kiểm tra của HS ở lớp TN2 và lớp ĐC2 102 Hình 3.3. Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra của HS ở lớp TN1 và lớp ĐC1 103 Hình 3.4. Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra của HS ở lớp TN2 và lớp ĐC2 103 Hình 3.5. Các HS lớp 12A3, trường THPT Nguyễn Công Trứ đang làm thí nghiệm nhận biết 105 Hình 3.6. Các HS lớp 12A4 trường THPT Bình Hưng Hòa đang chăm chú quan sát hiện tượng của phản ứng 107 Hình 3.7. Các HS lớp 12A4 trường THPT Bình Hưng Hòa đang tập trung làm thí nghiệm nhận biết 109 Hình 3.8. Các HS lớp 12A3 cùng cô Hà Tú Vân – GV bộ môn Hóa học lớp 12A3 – cùng làm thí nghiệm kiểm chứng tính chất hóa học của nhôm 110 Hình 3.9. Các HS trong nhóm thảo luận để kết luận về tính chất hóa học của nhôm . 111
  10. 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VI là kì Đại hội có tính bước ngoặc, được xem là Đại hội “Đổi mới toàn diện đất nước, vững bước đi lên chủ nghĩa xã hội”. Sau 10 năm tiến hành công cuộc Đổi mới, tại Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ VIII (1996), Đảng ta đã quyết định đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa nhằm mục tiêu dân giàu, nước mạnh, xã hội công bằng, văn minh, vững bước đi lên chủ nghĩa xã hội. Để thực hiện thắng lợi mục tiêu này, phát huy đến mức cao nhất nguồn lực con người được coi là nhân tố quyết định, trong đó giáo dục – đào tạo là đòn bẩy quan trọng nhất. Tuy nhiên, như nhận định trong Kết luận của Hội nghị lần thứ 6 Ban chấp hành Trung ương khóa XI thì đến nay, giáo dục và đào tạo nước ta vẫn chưa thực sự là quốc sách hàng đầu để làm động lực quan trọng nhất cho phát triển. “Chất lượng giáo dục và đào tạo chưa đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế – xã hội. Chưa giải quyết tốt mối quan hệ giữa tăng quy mô và nâng cao chất lượng đào tạo, giữa dạy chữ, dạy người và dạy nghề; nội dung giáo dục còn nặng về lý thuyết, có mặt xa rời thực tế, chạy theo thành tích, chưa chú trọng giáo dục đạo đức, ý thức và trách nhiệm công dân. Chương trình giáo dục phổ thông còn quá tải đối với HS. Giáo dục đại học và giáo dục nghề chưa đáp ứng nhu cầu xã hội, chưa gắn với yêu cầu sử dụng nhân lực; chưa chú trọng giáo dục kĩ năng thực hành nghề nghiệp. Phương pháp dạy và học chậm đổi mới, chưa thực sự phát huy được tính chủ động, sáng tạo của HS, sinh viên. Phương pháp và hình thức đánh giá kết quả còn lạc hậu, phương tiện giảng dạy thiếu thốn” [23]. Nước ta hiện đang hội nhập ngày càng sâu rộng với các nước trên thế giới. Hiện nay, toàn cầu hóa đang là xu hướng tất yếu và ngày càng được mở rộng. Cuộc cách mạng công nghiệp thứ tư – cuộc cách mạng về tự động hóa và trí tuệ nhân tạo – ngày càng ảnh hưởng sâu rộng đến cuộc sống của người dân. Trước thực tế trên, Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI đã xác định quan điểm chỉ đạo định hướng đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo: “Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học. Học đi đôi với hành; lý luận gắn với thực
  11. 2 tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội” [22]. Qua đây có thể thấy được việc dạy và học hiện nay phải gắn liền với thực tế cuộc sống, những kiến thức mà người học học được từ nhà trường cần gắn kết với cuộc sống, để người học có thể nhận thức rõ về thế giới quan, từ đó hình thành và phát triển được năng lực giải quyết vấn đề nảy sinh trong cuộc sống hằng ngày. Như chúng ta đã biết, đặc thù của bộ môn Hóa học là sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực nghiệm, và thực nghiệm là mấu chốt để kiểm chứng và chấp nhận lý thuyết. Vì vậy, mỗi kiến thức hóa học đều được thực hiện song song với thí nghiệm thì tính thuyết phục mới có thể tăng cao. Thí nghiệm hóa học không chỉ là phương tiện, công cụ của hoạt động dạy học mà thông qua đó giúp cho quá trình khám phá, lĩnh hội tri thức khoa học trở nên sinh động và hiệu quả hơn. Nhưng hiện nay, việc sử dụng thí nghiệm hóa học trong các tiết học đa phần chưa đạt được những hiệu quả thiết thực nhất. Tình trạng GV dạy theo kiểu “học chay, học vẹt” còn khá phổ biến. Mặt khác, phần lớn các thí nghiệm hóa học trong chương trình phổ thông đều sử dụng các dụng cụ, hóa chất trong phòng thí nghiệm, lâu dần người học chỉ biết môn Hóa học là môn học của những kiến thức khô khan với những bình hóa chất xa rời cuộc sống. Vì vậy ngoài việc đổi mới cách dạy GV còn cần phải đổi mới PPDH bằng thí nghiệm. Một trong các biện pháp đó là gắn kết thí nghiệm hóa học với cuộc sống, đem thí nghiệm đến gần với cuộc sống hơn, giúp HS thấy được những kiến thức hóa học không còn khô khan, khó hiểu như trước nữa. Điều này giúp nâng cao hiệu quả dạy học môn Hóa học ở các trường phổ thông, HS có thể sử dụng những kiến thức của mình để giải quyết các hiện tượng trong thực tiễn cuộc sống. Từ những lý do trên, với mong muốn góp phần đổi mới PPDH hóa học ở trường THPT – nhằm phát triển năng lực của HS, tôi đã chọn đề tài: THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM GẮN KẾT VỚI CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC PHẦN VÔ CƠ LỚP 12 THPT. 2. Mục đích nghiên cứu
  12. 3 Thiết kế và sử dụng các thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 nhằm nâng cao khả năng vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn, góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở trường THPT. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận về đổi mới PPDH môn Hóa học ở trường THPT hiện nay. - Tổng quan cơ sở lý luận về thí nghiệm hóa học và thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống. - Điều tra thực trạng sử dụng thí nghiệm hóa học tại một số trường THPT ở TP. HCM và Bà Rịa – Vũng Tàu. - Phân tích cấu trúc và nội dung chương trình hóa học phần vô cơ lớp 12. - Đề xuất các nguyên tắc thiết kế thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống. - Thiết kế các thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống trong chương trình hóa học phần vô cơ lớp 12 THPT. - Đề xuất một số yêu cầu khi sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 THPT. - Thiết kế một số giáo án có sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống dùng trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 THPT. - TNSP để đánh giá tính hiệu quả của đề tài. 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy học hóa học ở trường THPT. - Đối tượng nghiên cứu: việc thiết kế và sử dụng thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 THPT. 5. Phạm vi nghiên cứu - Nội dung nghiên cứu: chương trình hóa học phần vô cơ lớp 12 THPT, chương trình chuẩn. - Địa bàn nghiên cứu: một số trường THPT trên địa bàn TP. HCM và Bà Rịa – Vũng Tàu.
  13. 4 6. Giả thuyết khoa học Nếu sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 thì sẽ nâng cao khả năng vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn, góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn Hóa học ở trường THPT. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận - Thu thập, đọc và phân tích các tài liệu về vấn đề đổi mới PPDH; sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học. 7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường THPT hiện nay. - Thăm dò ý kiến của HS về sự khoa học, hợp lí, sức thu hút của các thí nghiệm gắn kết với cuộc sống đã xây dựng. - TNSP để đánh giá khả năng vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn của HS sau khi được học với các thí nghiệm gắn kết với cuộc sống. - Trao đổi, xin ý kiến đóng góp của các GV bộ môn hóa học tại trường THPT tiến hành TNSP. 7.3. Phương pháp xử lý số liệu: - Sử dụng phương pháp thống kê toán học trong nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng để xử lý định lượng các số liệu, kết quả của việc điều tra và quá trình TNSP để làm cơ sở cho những nhận xét, đánh giá và tính hiệu quả của đề tài. 8. Đóng góp của đề tài 8.1. Về lý luận: - Tổng quan cơ sở lý luận về đổi mới PPDH hóa học ở trường THPT. - Nghiên cứu cách sử dụng thí nghiệm theo hướng gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học ở trường THPT. 8.2. Về thực tiễn:
  14. 5 - Điều tra thực trạng sử dụng thí nghiệm hóa học tại một số trường THPT ở TP. HCM và Bà Rịa – Vũng Tàu. - Thiết kế và sử dụng các thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống trong chương trình hóa học phần vô cơ lớp 12 THPT. - Đề xuất một số yêu cầu khi sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 THPT. - Thiết kế một số giáo án có sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống dùng trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 THPT. - TNSP để đánh giá tính thực tiễn của đề tài.
  15. 6 Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Lịch sử vấn đề Thí nghiệm hóa học đóng vai trò vô cùng quan trọng trong dạy học hóa học, giúp nâng cao hiệu quả quá trình dạy và học môn Hóa học ở trường phổ thông. Thí nghiệm hóa học là một phương tiện trực quan, là cấu nối giữa lý thuyết và thực tiễn, giúp HS rèn luyện kĩ năng thao tác thực hành, góp phần nâng cao hứng thú học tập bộ môn, giúp HS phát triển tư duy và bồi dưỡng niềm tin vào khoa học. Do đó, một trong những định hướng đổi mới trong dạy học hóa học ở trường THPT hiện nay là tăng cường sử dụng thí nghiệm hóa học trong quá trình dạy học, cũng như tìm ra những cách thức sử dụng thí nghiệm hóa học để nâng cao hiệu quả dạy học. Có nhiều tác giả đã lựa chọn đề tài có liên quan đến thí nghiệm hóa học để nghiên cứu. Phạm Thị Thanh Nhàn (2001) [10] đã thiết kế được 13 thí nghiệm biểu diễn khi dạy phần hiđrocacbon, 9 giáo án giảng dạy có sử dụng các thí nghiệm đã thiết kế và giới thiệu thêm 4 thí nghiệm có thể quan sát ở nhà. Đề tài còn khẳng định tính quan trọng của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học: “Thí nghiệm hóa học đóng một vai trò đặc biệt quan trọng trong giảng dạy hóa học, là đặc thù riêng của bộ môn. Theo kết quả thống kê cho thấy HS rất hứng thú với những bài giảng mà GV sử dụng các phương tiện trực quan đặc biệt là thí nghiệm biểu diễn để giảng dạy”. Trần Thị Ngọc Diễm (2007) [5] đã chọn lọc và thiết kế được 35 thí nghiệm vui trong chương trình hóa học phổ thông với hình thức mới lạ, vui mắt, tạo cho HS cảm giác thích thú. Ngoài ra, đề tài còn dựng lại các thí nghiệm bằng phần mềm Adobe Premiere pro 1.5. Bùi Thị Lệ Huyền (2010) [7] đã nghiên cứu, xây dựng và thử nghiệm 10 thí nghiệm giúp gây hứng thú học tập môn Hóa học. Đề tài cũng rút ra rằng HS yêu thích môn Hóa học hơn (chiếm 67,12%) bởi nhiều lý do, trong đó lý do “Được tự làm thí nghiệm” đạt số điểm rất cao (8,32/10 điểm). Nguyễn Thị Trúc Phương (2010) [14] đã thiết kế thí nghiệm để tổ chức hoạt động học tập tích cực cho HS lớp 11 gồm 36 thí nghiệm trong chương trình hóa học THPT lớp 11
  16. 7 ban cơ bản và nâng cao, các thí nghiệm được thiết kế với nhiều mục đích dạy học khác nhau như thí nghiệm biểu diễn của GV, thí nghiệm của HS Phạm Ngọc Thủy (2012) [16] đã nghiên cứu cơ sở lý luận về gây hứng thú bằng thí nghiệm hóa học kích thích tư duy do HS thực hiện. Bài báo đã thiết kế được 2 thí nghiệm hóa học kích thích tư duy do GV biểu diễn và do HS thực hiện. Kết quả thu được khi TNSP rất khả quan: 81,96% HS tham gia thực nghiệm tại các trường THPT tại TP. HCM như Mạc Đĩnh Chi, Tenlơman và Trường Chinh yêu thích môn Hóa học hơn. Bài báo cũng đã khẳng định: “Thí nghiệm hóa học có ý nghĩa to lớn và giữ vai trò cơ bản trong việc thực hiện những nhiệm vụ của dạy học hóa học ở trường phổ thông. Nếu GV biết thiết kế và sử dụng thí nghiệm hóa học kích thích tư duy một cách hiệu quả sẽ giúp HS thêm hứng thú học tập và thêm yêu thích bộ môn hơn”. Vũ Thị Cẩm Nga (2015) [9] đã sử dụng thí nghiệm hóa học tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong 6 phương pháp: sử dụng thí nghiệm kiểm chứng; thí nghiệm so sánh; thí nghiệm nghiên cứu; thí nghiệm theo tình huống; thí nghiệm nêu vấn đề; thí nghiệm theo phương pháp dự án. Đề tài cũng đã khẳng định: “Nếu GV tiến hành dạy học có sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS với sự kết hợp hài hòa các yếu tố xung quanh bài dạy thì kết quả dạy học được nâng cao”. Nguyễn Thị Thành Nhơn (2016) [11] đã thiết kế 18 thí nghiệm liên hệ đời sống thuộc 5 chủ đề bao gồm thí nghiệm biểu diễn của GV và thí nghiệm của HS sử dụng trong quá trình dạy học môn Hóa học bằng tiếng Anh theo chương trình THPT quốc tế IGCSE. Kết quả TN cho thấy đa số HS có hứng thú hơn với tiết học có sử dụng thí nghiệm liên hệ đời sống, kết quả kiểm tra kiến thức của thể hiện đa số HS hiểu bài và làm bài tốt. Nhiều HS nhận xét tiết học có sử dụng thí nghiệm rất thú vị và hấp dẫn, các em mong muốn có thêm những tiết học như vậy nữa, bên cạnh đó khi trao đổi với GV thực nghiệm cũng nhận được phản hồi tốt về mức độ hào hứng và tích cực của HS trong tiết học có sử dụng thí nghiệm. Nhìn chung, các đề tài ở trên đã đề cập đến việc sử dụng thí nghiệm hóa học nhằm nâng cao hứng thú, phát huy tính tích cực của HS trong quá trình học tập bộ môn Hóa học, từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở trường THPT. Tuy nhiên, chưa có
  17. 8 đề tài nào nghiên cứu việc thiết kế và sử dụng các thí nghiệm gắn kết với cuộc sống vào dạy học hóa học ở trường THPT, làm việc dạy học môn Hóa học vẫn còn xa rời với thực tế. 1.2. Đổi mới PPDH môn Hóa học ở trường THPT 1.2.1. Định hướng đổi mới PPDH Điều 2, Luật Giáo dục (2005) đã chỉ ra: “Mục tiêu giáo dục là đào tạo con người Việt Nam phát triển toàn diện, có đạo đức, tri thức, sức khoẻ, thẩm mỹ và nghề nghiệp, trung thành với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội; hình thành và bồi dưỡng nhân cách, phẩm chất và năng lực của công dân, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc” [21]. Muốn đạt được những mục tiêu đó thì cần phải đổi mới toàn diện giáo dục và đào tạo. Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI đã xác định quan điểm chỉ đạo định hướng đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo: “Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học. Học đi đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội” [22]. Điều 3, khoản 2 của Luật Giáo dục (2005) đã chỉ rõ: “Hoạt động giáo dục phải được thực hiện theo nguyên lý học đi đôi với hành, giáo dục kết hợp với lao động sản xuất, lý luận gắn liền với thực tiễn, giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội” [21]. Điều 28, khoản 1 của Luật Giáo dục (2005) đã nêu: “Nội dung giáo dục phổ thông phải bảo đảm tính phổ thông, cơ bản, toàn diện, hướng nghiệp và có hệ thống; gắn với thực tiễn cuộc sống, phù hợp với tâm sinh lý lứa tuổi của HS, đáp ứng mục tiêu giáo dục ở mỗi cấp học” [21]. Điều 28, khoản 2, Luật Giáo dục (2005) đã đưa ra: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS” [21]. Qua những điều luật đã được trích lược ở trên, có thể thấy Nhà nước ta đang dành một sự quan tâm lớn cho giáo dục, coi đổi mới giáo dục là quốc sách hàng đầu. Mục đích của đổi mới giáo dục hiện nay là hướng đến đổi mới các PPDH, các PPDH tích cực, thay đổi
  18. 9 toàn diện quá trình dạy và học, áp dụng những phương pháp đạt được hiệu quả cao trên thế giới. Chuyển từ chủ yếu trang bị kiến thức, truyền thụ kiến thức một chiều sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất HS. Qua đó phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS; giúp HS có thể tự học, tự tìm tòi kiến thức mới; vận dụng các kiến thức đã học vào các tình huống cụ thể của cuộc sống thường ngày. Mục tiêu là tạo ra những công dân toàn cầu, đủ điều kiện để “sánh vai với các cường quốc năm châu trên thế giới”. 1.2.2. Xu hướng đổi mới PPDH Một số xu hướng đổi mới PPDH cơ bản đã được PGS.TS Trịnh Văn Biều trình bày trong giáo trình “Các PPDH tích cực và hiệu quả” [1]: - Phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo của người học. Chuyển trọng tâm hoạt động từ GV sang HS. Chuyển lối học từ thông báo tái hiện sang tìm tòi, khám phá. Tạo điều kiện cho HS học tập tích cực, chủ động, sáng tạo. - Phục vụ ngày càng tốt hơn họt động tự học và phương châm học suốt đời. Không chỉ dạy kiến thức mà còn dạy cách học, trang bị cho HS phương pháp học tập, phương pháp tự học để thực hiện phương châm học suốt đời. - Tăng cường rèn luyện năng lực tư duy, khả năng vận dụng kiến thức vào cuộc sống thực tế. Chuyển từ lối học nặng về tiêu hóa kiến thức sang lối học coi trong việc vận dụng kiến thức. - Cá thể hóa việc dạy học. Việc dạy học thích ứng với năng lực và điều kiện của từng người học ở mức độ từ thấp đến cao. - Dạy học hợp tác. Tăng cường mối quan hệ giữa người học với nhau nhằm phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác. - Tăng cường sử dụng thông tin trên mạng, sử dụng tối ưu các phương tiện dạy học đặc biệt là tin học và công nghệ thông tin vào dạy học. - Từng bước đổi mới việc kiểm tra đánh giá, giảm việc kiểm tra trí nhớ đơn thuần, khuyến khích việc kiểm tra khả năng suy luận, vận dụng kiến thức; sử dụng nhiều loại hình kiểm tra thích hợp với từng môn học. - Gắn dạy học với nghiên cứu khoa học với mức độ ngày càng cao.
  19. 10 Trong các xu hướng đã nêu ở trên, “Tăng cường rèn luyện năng lực tư duy, khả năng vận dụng kiến thức vào cuộc sống thực tế. Chuyển từ lối học nặng về tiêu hóa kiến thức sang lối học coi trong việc vận dụng kiến thức” là một trong những xu hướng quan trọng nhất và đang được chú ý quan tâm trong việc đổi mới PPDH hóa học hiện nay. 1.2.3. PPDH môn Hóa học ở trường THPT Theo triết học, phương pháp, từ gốc tiếng Hi Lạp “Methods” gồm meta là “sau”, odos là “con đường”, nghĩa là con đường dõi theo sau một đối tượng. Theo thuyết hoạt động thì phương pháp là cách thức chủ thể tác động vào đối tượng nhằm đạt được mục đích đề ra. Theo lý thuyết hệ thống thì hoạt động là một hệ thống bao gồm 3 thành tố cơ bản: mục đích – nội dung – phương pháp. Phương pháp là con đường, sự vận động của nội dung để đạt được mục đích. Phương pháp là con đường, cách thức hoạt động nhằm đạt mục đích đã định; Phương pháp bao gồm mục đích cần đạt đến, hệ thống hành động, những phương tiện cần thiết. Dạy học là quá trình mà dưới sự lãnh đạo, tổ chức, điều khiển của người GV, người học tự giác, tích cực, chủ động tự tổ chức, tự điều khiển hoạt động của mình nhằm hướng đến mục đích chung của quá trình dạy học. Qua những khái niệm về phương pháp và dạy học ở trên, chúng ta có thể hiểu PPDH là tổ hợp cách thức hoạt động của GV và HS trong quá trình dạy học, được tiến hành dưới vai trò chủ đạo của GV nhằm thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học. Hóa học là một môn học đặc biệt. Do vậy PPDH hóa học ở các trường THPT có nhiều đặc trưng riêng. Th.S Thái Hoài Minh và Th.S Đào Thị Hoàng Hoa đã nêu lên các đặc trưng riêng của PPDH hóa học [8]: Hóa học là một khoa học thực nghiệm và lý thuyết. Trong dạy học hóa học thí nghiệm là một phương tiện không thể thiếu. Trong dạy học hóa học, các phương pháp nhận thức diễn dịch–quy nạp và cụ thể– trừu tượng được sử dụng thường xuyên, do các kiến thức hóa học rất rộng nhưng có một số quy luật nhất định, các phản ứng trong hóa học xảy ra ở cấp độ phân tử, mắt thường chỉ
  20. 11 nhìn thấy được hiện tượng của phản ứng chứ không thấy được cơ chế của phản ứng như thế nào. Các học thuyết, định luật như: Định luật tuần hoàn, thuyết cấu tạo hóa học, thuyết nguyên tử, có vai trò rất lớn, là lý thuyết chủ đạo trong việc dạy học hóa học. Các học thuyết, định luật này là công cụ cho phép quy nạp và diễn dịch, phân tích và tổng hợp. Chúng còn là công cụ để tiên đoán khoa học và dạy về các chất cụ thể. Các kiến thức về học thuyết, định luật sau khi học xong sẽ là phương tiện sư phạm rất hiệu nghiệm. Bài tập hóa học là công cụ rất hiệu nghiệm trong việc củng cố, khắc sâu và mở rộng kiến thức cho HS, là một trong những cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn cuộc sống. Hóa học là bộ môn có nhiều ứng dụng trong đời sống. Trong dạy học hóa học cần có sự liên hệ mật thiết giữa nội dung kiến thức hóa học với thế giới tự nhiên và cuộc sống đời thường của con người. Để đáp ứng được những đặc trưng riêng kể ở trên, GV ở các trường THPT đã sử dụng phối hợp rất nhiều PPDH khác nhau, chẳng hạn như phương pháp thuyết trình, làm việc nhóm, sử dụng các phương tiện trực quan, sử dụng bài tập hóa học, kiểm tra đánh giá, 1.2.4. Những yêu cầu đổi mới PPDH môn Hóa học ở trường THPT Việc dạy học ở thế kỉ XXI đang chịu tác động của nhiều yếu tố như: sự phát triển nhanh chóng của khoa học kĩ thuật, công nghệ thông tin; nhu cầu tự khẳng định của từng cộng đồng, vùng, lãnh thổ; quá trình toàn cầu hóa. Những yếu tố trên buộc PPDH cần phải thay đổi để thích nghi được với sự phát triển theo từng ngày thế giới. Theo “Tài liệu hỗ trợ học tập Lí luận và PPDH hóa học 1” của Th.S Thái Hoài Minh và Th.S Đào Thị Hoàng Hoa, một số xu hướng đổi mới PPDH như sau [8]: - Phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo của người học. Chuyển trọng tâm hoạt động từ GV sang HS. Chuyển lối học từ thông báo tái hiện sang tìm tòi khám phá. Tạo điều kiện cho HS học tập tích cực, chủ động, sáng tạo. - Phục vụ ngày càng tốt hơn hoạt động tự học và phương châm tự học suốt đời. Không chỉ dạy kiến thức mà còn dạy cách học, trang bị cho HS phương pháp học tập, phương pháp tự học để thực hiện phương châm học tập suốt đời.
  21. 12 - Tăng cường rèn luyện năng lực tư duy, khả năng vận dụng kiến thức vào cuộc sống thực tế. Chuyển từ lối học nặng về tiêu hóa kiến thức sang lối học coi trọng việc vận dụng kiến thức. - Cá thể hóa việc dạy học. Việc dạy học thích ứng với năng lực và điều kiện của từng người học ở mức độ từ thấp đến cao. - Tăng cường sử dụng thông tin trên mạng, sử dụng tối ưu các phương tiện dạy học đặc biệt là ứng dụng tin học và công nghệ thông tin trong dạy học. - Từng bước đổi mới kiểm tra đánh giá, giảm việc kiểm tra trí nhớ đơn thuần, khuyến khích việc kiểm tra suy luận, vận dụng kiến thức, sử dụng nhiều loại hình thức kiểm tra thích hợp với từng môn học. - Gắn dạy học với nghiên cứu khoa học với mức độ ngày càng cao. Từ những xu hướng đổi mới PPDH ở trên, PPDH hóa học ở trường THPT cũng cần đổi mới theo một số hướng cơ bản sau: - Tăng cường sử dụng thí nghiệm và phương tiện trực quan trong dạy học hóa học. - Tăng cường xây dựng và sử dụng các bài tập giải quyết vấn đề, các bài tập gắn với những tình huống thực tiễn góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn, năng lực xử lý thông tin. - Tăng cường tính tích hợp kiến thức liên môn, liên hệ kiến thức hóa học cùng với các kiến thức vật lý, sinh học, công nghệ–kĩ thuật, - Vận dụng đa dạng và sáng tạo các PPDH, chú trọng các PPDH tích cực nhằm phát triển năng lực cho HS, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS và tạo hứng thú của HS trong học tập. 1.3. Cơ sở lý luận về thí nghiệm hóa học 1.3.1. Khái niệm thí nghiệm hóa học Theo từ điển tiếng Việt, thí nghiệm có 2 nghĩa: nghĩa thứ nhất “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”.
  22. 13 Qua hai khái niệm trên, có thể hiểu thí nghiệm là những mô hình phản ánh một hiện tượng hay một quá trình với quy mô nhỏ, do con người tạo ra và tác động điều khiển, nhằm nghiên cứu một vấn đề khoa học cụ thể. Thuật ngữ thí nghiệm gắn kết với cuộc sống được sử dụng trong khóa luận này là những thí nghiệm được thực hiện từ những chất quen thuộc trong cuộc sống hằng ngày. Có thể áp dụng các thí nghiệm này vào bài học cụ thể với các hoạt động học tập phù hợp trong các trường THPT nhằm truyền đạt kiến thức một cách gần gũi, dễ dàng, phát triển được những năng lực cần thiết cho HS. 1.3.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học môn Hóa học ở trường THPT Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, do đó để hiểu rõ bản chất của các vấn đề hóa học ta phải quan sát được hiện tượng của chúng. Nhất là đối với HS, thế giới quan chưa được phát triển hoàn chỉnh, vì vậy đối với các kiến thức trừu tượng trong hóa học HS sẽ cảm thấy khó khăn để tiếp nhận. Nếu như được quan sát các thí nghiệm, HS sẽ nhận thấy được sự biến đổi của các chất thông qua màu sắc, sự hình thành kết tủa, sủi bọt khí, Từ đó khơi gợi được sự tò mò tìm hiểu của HS tại sao lại có những hiện tượng như vậy, khi đó HS sẽ dần tiếp thu kiến thức một cách chủ động, tích cực. 1.3.2.1. Thí nghiệm hóa học là phương tiện trực quan Thí nghiệm là nền tảng của việc dạy học hóa học. Thí nghiệm là phương tiện trực quan chính yếu, được dùng phổ biến và giữ vai trò quyết định trong quá trình dạy học hóa học. Khi làm thí nghiệm HS sẽ làm quen được với các chất hóa học và trực tiếp nắm bắt các tính chất vật lí, hóa học của chúng. Mỗi chất hóa học đều có tính chất khác nhau, nếu HS không quan sát trực tiếp thì không thể nào hình dung được tính chất của các chất, dần dần HS sẽ trở nên mơ hồ và không thể nào nhớ nổi. Khi được quan sát trực tiếp, HS ban đầu sẽ có khái niệm về chất đang học, và thông qua thí nghiệm HS sẽ khắc sâu hơn tính chất của chất. Từ đó HS sẽ học Hóa học có hiệu quả hơn. Ví dụ: GV giảng về sự ăn mòn điện hóa học và ăn mòn hóa học. GV giảng: “Ăn mòn hóa học là quá trình oxi hóa – khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường”; “Ăn mòn điện hóa học là quá
  23. 14 trình oxi hóa – khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương”. Khi nghe hai khái niệm này, HS sẽ rất khó phân biệt giữa ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học, đặc biệt HS còn băn khoăn tại sao trong ăn mòn điện hóa học lại có cực âm, cực dương mà ăn mòn hóa học lại không có. Muốn giải quyết vấn đề này, GV chỉ cần tiến hành song song ba thí nghiệm: Thí nghiệm 1: Nhúng thanh kẽm vào dung dịch axit clohiđric. Thí nghiệm 2: Nhúng thanh đồng vào dung dịch axit clohiđric. Thí nghiệm 3: Nhúng đồng thời thanh kẽm và thanh đồng (thanh kẽm và đồng tiếp xúc với nhau) vào dung dịch axit clohiđric. GV yêu cầu HS nhận xét sự khác biệt giữa hiện tượng trong 3 thí nghiệm, từ đó phân tích từng quá trình xảy ra trong các thí nghiệm, kết hợp với khái niệm đã nêu rút ra nhận xét: thí nghiệm 1 xảy ra hiện tượng ăn mòn hóa học, thí nghiệm 2 không xảy ra hiện tượng ăn mòn, thí nghiệm 3 xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa học. Sau đó GV cần phải nhấn mạnh cho HS biết về điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa học: phải có hai điện cực khác bản chất tiếp xúc với nhau (tiếp xúc trực tiếp hoặc qua dây dẫn điện) và cả hai điện cực đều phải nhúng trong dung dịch chất điện li. 1.3.2.2. Thí nghiệm hóa học là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn Quá trình nhận thức của HS là một quá trình độc đáo, vì HS luôn có nhận thức về những cái đúng. Những tri thức mà HS tiếp nhận trong các tiết học đã được các nhà khoa học miệt mài nghiên cứu, đúc kết qua hàng thế kỉ. Nhưng không phải bất kì những kiến thức nào mà GV truyền đạt đều được HS chấp nhận dễ dàng. Sẽ thật thú vị nếu chính bản thân của HS tự tìm ra câu trả lời cho những thắc mắc của mình dù những công việc đó đã được các nhà nghiên cứu thực hiện. Đối với bộ môn Hóa học, thực hành thí nghiệm sẽ giúp cho HS làm sáng tỏ những vấn đề lý thuyết đã đưa ra: “Học đi đôi với hành” – với ý nghĩa đó thực hành thí nghiệm giúp HS ôn tập và kiểm tra lại các vấn đề lý thuyết đã học, trên cơ sở đó hiểu sâu sắc và nắm vững hơn những nội dung đã học.
  24. 15 Có rất nhiều thí nghiệm rất gần gũi với đời sống, HS có thể tự tiến hành tại nhà. Chính vì vậy thí nghiệm giúp HS vận dụng các điều đã học vào thực tế cuộc sống. Những kiến thức mà HS học được là để ứng dụng vào đời sống, phục vụ đời sống, do đó dạy học phải gắn liền với thực tế. Khi quan sát các thí nghiệm HS sẽ ghi nhớ lại các thí nghiệm, nếu HS gặp lại hiện tượng tương tự trong cuộc sống, HS có thể dễ dàng vận dụng kiến thức bản thân đã học để giải thích một cách dễ dàng. Từ đó, HS phát huy được tính tích cực, sáng tạo và ứng dụng kiến thức nhạy bén trong từng trường hợp cụ thể. Ví dụ: Khi dạy xong về tính chất hóa học của nhôm, GV có thể hỏi HS: Tại sao người ta khuyên không nên lấy chậu bằng nhôm để giặt đồ hay chứa bột giặt? Nếu giặt đồ hoặc chứa bột giặt lâu ngày bằng chậu nhôm thì chuyện gì sẽ xảy ra? GV cho khoảng thời gian 1 – 2 phút để HS suy nghĩ, sau đó yêu cầu một số HS nêu ý kiến của mình. Sau đó GV sẽ tổng kết lại: Thành phần chính của bột giặt là muối của axit ankylbenzensunfonic [3], chất này khi hòa tan trong nước sẽ thủy phân tạo môi trường kiềm yếu. Khi lấy chậu bằng nhôm để giặt đồ hay chứa bột giặt thì nhôm sẽ bị ăn mòn dần. Nếu giặt đồ hoặc chứa bột giặt lâu ngày bằng chậu nhôm thì chậu sẽ bị thủng. Cuối cùng GV nhấn mạnh lại vấn đề: Không nên lấy chậu bằng nhôm để giặt đồ hay chứa bột giặt. 1.3.2.3. Thí nghiệm hóa học rèn luyện kĩ năng, thao tác thực hành Trong các thí nghiệm về khoa học, đặc biệt là thí nghiệm hóa học, nếu không cẩn thận sẽ gây nhiều hậu quả, nhẹ thì có thể không ra đúng hiện tượng đã đề cập trong lý thuyết, nặng thì có thể xảy ra cháy nổ, gây nguy hiểm cho bản thân và người xung quanh. Vì vậy, khi thực hành, GV cần hướng dẫn thật kĩ cho HS các thao tác cần thiết, sử dụng lượng hóa chất vừa phải. Chính những lưu ý về thao tác này đã rèn luyện cho HS vừa có tính khéo léo và kĩ năng thao tác, vừa phát triển kĩ năng giải quyết vấn đề. Từ đó HS sẽ dần hình thành các đức tính cần thiết của một công dân toàn cầu mới: cẩn thận, kiên nhẫn, chính xác, khoa học, kỉ luật, 1.3.2.4. Thí nghiệm hóa học phát triển tư duy và niềm tin vào khoa học Thí nghiệm giúp HS phát triển tư duy, giúp HS dần hình thành thế giới quan duy vật biện chứng. Khi được tận mắt nhìn thấy các hiện tượng hoặc khi tự tay mình làm thí nghiệm,
  25. 16 HS sẽ tin tưởng hơn vào những kiến thức đã học và cũng thêm tự tin vào chính bản thân mình. Nếu như HS chưa được tận mắt quan sát các hiện tượng, HS sẽ hoài nghi về những hiện tượng mà GV đã dạy trên lớp hoặc tự bản thân HS nghĩ ra và đặt câu hỏi: “Liệu các hiện tượng mà mình đã nghĩ ra chính xác chưa?”. Dần dần HS sẽ không tin tưởng vào chính mình cũng như không tin vào những kiến thức mà GV đã truyền đạt trên lớp. 1.3.2.5. Thí nghiệm hóa học gây hứng thú GV sử dụng thí nghiệm vào tiết dạy sẽ gây được hứng thú cho HS trong quá trình học tập. HS sẽ không thể nào yêu thích bộ môn và không thể say mê tìm hiểu, nghiên cứu với những bài học lý thuyết khô khan. Nếu HS quan sát được những thí nghiệm hấp dẫn, hiện tượng đẹp, rõ ràng, HS sẽ muốn khám phá những thí nghiệm và tính chất hóa học của các chất. HS sẽ cố gắng tìm tòi thêm các kiến thức bên ngoài để trả lời các câu hỏi nảy sinh trong đầu của bản thân: Làm thế nào để tự mình có thể thực hiện được những thí nghiệm hấp dẫn như thí nghiệm của GV? Tại sao các chất phản ứng với nhau lại có được hiện tượng như vậy? Mình có thể sử dụng các hóa chất khác có sẵn trong cuộc sống mà vẫn tiến hành được thí nghiệm giống trên lớp không? Từ đó, HS sẽ tự mình tìm hiểu, đào sâu thêm các vấn đề đã được học trên lớp mà không cần GV phải nhắc nhở. Tóm lại, từ những vai trò đã trình bày ở trên, thí nghiệm hóa học đã góp phần phát triển năng lực, phẩm chất cần có của một công dân mới, tạo hứng thú học tập cho HS, cho phép HS có nhiều cơ hội để tiên đoán, tổng hợp, giải thích, điều khiển và giải quyết vấn đề; góp phần nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học hóa học ở trường THPT. 1.3.3. Các yêu cầu khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học Để nâng cao chất lượng cũng như hiệu quả của việc sử dụng các thí nghiệm hóa học, GV cần chú ý các yêu cầu sau: - Các thí nghiệm cần gắn với nội dung bài giảng, nên chọn các thí nghiệm giúp HS tiếp thu các kiến thức trọng tâm của tiết dạy. - Số lượng thí nghiệm trong một tiết dạy cần được cân nhắc kĩ càng, chỉ nên sử dụng đủ số lượng thí nghiệm, không nên quá nhiều gây loãng.
  26. 17 - Nên sử dụng các hóa chất quen thuộc với HS, chọn các dụng cụ đơn giản nhưng phù hợp. - Chọn các phương án thí nghiệm dễ thực hiện, tiết kiệm dụng cụ, hóa chất, thời gian, tỉ lệ thành công cao và đặc biệt là phải an toàn cho HS. Nếu thí nghiệm nào tỉ lệ không thành công cao nhưng quan trọng, không thể bỏ qua được cần bình tĩnh kiểm tra, tìm hiểu nguyên nhân để giải thích cho HS hiểu. - GV cần chuẩn bị kĩ càng trước khi thực hiện thí nghiệm trước mặt HS: cần điều chỉnh lượng hóa chất phù hợp để hiện tượng đẹp, rõ ràng, chính xác; bố trí nơi đặt dụng cụ, hóa chất hợp lí để HS ngồi ở mọi vị trí trong lớp đều quan sát rõ hiện tượng thí nghiệm. - Trong khi tiến hành thí nghiệm, cần có các biện pháp tích cực nhằm thu hút sự chú ý của HS vào các hiện tượng xảy ra, cần hướng sự chú ý của HS vào những hiện tượng quan trọng có liên quan đến nội dung bài học, đảm bảo gắn kết thí nghiệm với bài giảng; sử dụng thao tác so sánh, đối chứng các hiện tượng, các quá trình và sự vật. - Gắn nội dung thí nghiệm với thực tiễn cuộc sống, cải tiến thí nghiệm phù hợp với điều kiện thức tế ở trường phổ thông. 1.3.4. Cách sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường THPT Có rất nhiều cách sử dụng thí nghiệm hóa học trong trường phổ thông. Sau đây là một số cách sử dụng thí nghiệm mà GV ở trường phổ thông thường hay áp dụng [12]: 1.3.4.1. Sử dụng thí nghiệm nghiên cứu bài mới GV có thể sử dụng thí nghiệm trong tiết dạy bài mới để truyền đạt kiến thức cho HS. Trong tiết dạy bài mới, thí nghiệm có thể được dùng theo các hướng: nghiên cứu khám phá, phát hiện và giải quyết vấn đề, minh hoạ kiểm chứng. a. Sử dụng thí nghiệm theo hướng nghiên cứu khám phá Theo hướng này, thí nghiệm hóa học được dùng làm nguồn kiến thức để HS nghiên cứu tìm tòi, là phương tiện xác định tính đúng đắn của các giả thuyết khoa học đưa ra. Các thí nghiệm theo hướng này sẽ tạo điều kiện cho HS phát triển cách tư duy độc lập, sáng tạo và năng lực tự học, HS sẽ nắm kiến thức vững chắc, sâu sắc và phong phú về lý thuyết lẫn thực tế.
  27. 18 Cách tiến hành sử dụng thí nghiệm theo nghiên cứu khám phá như sau: - Nêu vấn đề nghiên cứu. - Phân tích vấn đề, đặt ra các giả thuyết khoa học khác nhau. - HS tự đề xuất cách nghiên cứu, kiểm chứng các giả thuyết. Trong một số trường hợp GV có thể hướng dẫn, gợi ý cách nghiên cứu cho HS. - Tiến hành thí nghiệm theo đề xuất. - Phân tích và giải thích hiện tượng từ đó xác nhận các giả thuyết đúng. - GV giải thích và kết luận. Ví dụ khi giảng dạy bài “Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm”, GV có thể nêu vấn đề cho HS tiến hành nghiên cứu tính khử của các kim loại kiềm biến đổi như thế nào khi số hiệu nguyên tử tăng dần. HS sẽ đưa các giả thuyết khoa học như tính khử của các kim loại kiềm tăng dần khi số hiệu nguyên tử tăng dần hay tính khử của các kim loại kiềm giảm dần khi số hiệu nguyên tử tăng dần hay tính khử của các kim loại kiềm không thay đổi khi số hiệu nguyên tử tăng dần. HS sẽ đề xuất cách tiến hành kiểm tra giả thuyết bằng thí nghiệm so sánh tốc độ phản ứng của các kim loại kiềm với nước. GV hướng dẫn cho HS khảo sát thí nghiệm giữa Na, K và Rb với nước. HS sẽ tự tiến hành khảo sát đồng thời thí nghiệm giữa Na, K và Rb để so sánh tính khử của các kim loại. HS thực hiện thí nghiệm, phân tích hiện tượng và xác nhận các giả thuyết đã đặt ra. GV rút ra kết luận: Tính khử của các kim loại kiềm tăng dần khi số hiệu nguyên tử tăng dần. b. Sử dụng thí nghiệm theo hướng phát hiện và giải quyết vấn đề Theo hướng phát hiện và giải quyết vấn đề, GV đặt ra cho HS một vấn đề nhận thức, HS 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
  28. 19 dẫn của GV, HS tham gia tích cực vào quá trình tìm hiểu, giải quyết vấn đề, qua đó rút ra kiến thức mới cho bản thân. Cách tiến hành sử dụng thí nghiệm theo hướng phát hiện và giải quyết vấn đề như sau: - Nêu vấn đề, tạo mâu thuẫn nhận thức từ vấn đề. - Đề xuất hướng giải quyết, thực hiện kế hoạch giải quyết. - Phân tích để rút ra kết luận. - Vận dụng. Ví dụ: Trước khi vào bài “Sự ăn mòn kim loại”, GV có thể nêu vấn đề mâu thuẫn về nhận thức cho HS. GV cho HS dự đoán hiện tượng xảy ra khi tiến hành 3 thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Nhúng thanh kẽm vào dung dịch axit clohiđric. Thí nghiệm 2: Nhúng thanh đồng vào dung dịch axit clohiđric. Thí nghiệm 3: Nhúng đồng thời thanh kẽm và thanh đồng (thanh kẽm và đồng tiếp xúc với nhau) vào dung dịch axit clohiđric. Ở thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 là những thí nghiệm đã quen thuộc, HS có thể dễ dàng dự đoán được hiện tượng. Nhưng ở thí nghiệm 3 HS chưa được làm trước đây, và sẽ có nhiều dự đoán rằng khí cũng sẽ chỉ thoát ra trên bề mặt thanh kẽm chứ không có khí thoát ra trên bề mặt thanh đồng, vì kẽm phản ứng với dung dịch axit clohiđric thu được khí hiđro, còn đồng thì không phản ứng được với dung dịch axit clohiđric. Sau đó GV cùng HS làm thí nghiệm, GV yêu cầu HS quan sát và nêu hiện tượng của từng thí nghiệm. HS phát hiện vấn đề: Thí nghiệm 1 có bọt khí xuất hiện trên bề mặt thanh kẽm, thí nghiệm 2 không có hiện tượng xảy ra, còn thí nghiệm 3 thì có cả khí trên bề mặt thanh kẽm và thanh đồng. Vậy tại sao đồng không phản ứng với dung dịch axit clohiđric nhưng lại có khí thoát ra trên bề mặt thanh đồng? HS sẽ tiếp nhận mâu thuẫn đó khi vào học bài “Sự ăn mòn điện hóa”.
  29. 20 GV giới thiệu: Để giải quyết vào câu hỏi trên, hôm nay chúng ta sẽ học bài mới “Sự ăn mòn điện hóa”. Sau khi học xong bài “Sự ăn mòn điện hóa”, GV yêu cầu HS giải thích lại hiện tượng của thí nghiệm 3 đã làm ở đầu bài. Cuối cùng GV kết luận: khi cho 2 thanh kim loại kẽm và đồng tiếp xúc với nhau và cũng tiếp xúc vào dung dịch axit thì sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa: kẽm bị ăn mòn, khí hiđro thoát ra trên bề mặt của thanh đồng. c. Sử dụng thí nghiệm theo hướng minh hoạ kiểm chứng Khi sử dụng thí nghiệm theo hướng này, HS có cơ hội củng cố, vận dụng kiến thức đã có; hiểu rõ, sâu và rộng kiến thức lý thuyết đã học. HS được kiểm chứng kiến thức đã học trên thực tế bằng các thí nghiệm hóa học, từ đó HS cảm thấy có niềm tin vào bản thân, tin vào những kiến thức mà bản thân đã học được trên lớp. Cách tiến hành sử dụng thí nghiệm theo hướng minh họa kiểm chứng như sau: - Nêu vấn đề cần giải quyết cho HS. - HS dự đoán kiến thức mới, hiện tượng thí nghiệm có thể xảy ra. - Tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện tượng, so sánh với dự đoán ban đầu từ đó xác định dự đoán có đúng không? Kết luận. Ví dụ khi giảng dạy bài “Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ”, GV có thể cho HS tiến hành thí nghiệm minh hoạ tính chất của canxi hiđroxit. GV có thể giới thiệu cho HS về canxi hiđroxit là một bazơ mạnh, làm đổi màu chất chỉ thị, tác dụng với axit, oxit axit và muối. GV chuẩn bị các hóa chất gồm: dung dịch nước vôi trong, quỳ tím, phenolphtalein, dung dịch axit clohiđric, dung dịch đồng (II) sunfat, dung dịch natri cacbonat, ống hút (để thổi hơi thở của HS vào dung dịch nước vôi trong). GV định hướng cho HS làm các thí nghiệm kiểm chứng tính bazơ của canxi hiđroxit với các hóa chất đã chuẩn bị và yêu cầu HS dự đoán hiện tượng phản ứng.
  30. 21 HS tiến hành các thí nghiệm để chứng minh tính chất của canxi hiđroxit và quan sát, ghi chép hiện tượng phản ứng. HS sẽ rút ra kết luận canxi hiđroxit là một bazơ mạnh điển hình, có đầy đủ tính chất hóa học chung của một bazơ. 1.3.4.2. Sử dụng thí nghiệm trong giờ luyện tập, ôn tập Trong giờ luyện tập, ôn tập, với áp lực thi cử hiện tại, GV thường không sử dụng thí nghiệm hóa học, dành thời gian để làm các bài tập nên không khí giờ học dễ căng thẳng và nặng nề. Để giảm bớt sự nặng nề, căng thẳng, GV có thể sử dụng thí nghiệm trong giờ luyện tập, ôn tập để củng cố, tái hiện và nhấn mạnh các kiến thức quan trọng cho HS, qua đó nâng cao tính tích cực, nhận thức, hứng thú học tập cho HS và tạo không khí sôi động cho lớp học. Ngoài ra, GV có thể dùng thí nghiệm hóa học như bài tập hóa học, đặt vấn đề và nhiệm vụ cho HS phải vận dụng kiến thức để giải quyết. a. Sử dụng thí nghiệm nhằm tái hiện kiến thức đã học cho HS Sử dụng thí nghiệm hóa học tái hiện lại kiến thức đã học cho HS trong giờ luyện tập, ôn tập không phải lặp lại thí nghiệm đã biểu diễn mà có thể dùng các thí nghiệm mới, có những dấu hiệu chung của thí nghiệm đã làm nhưng dấu hiệu của kiến thức mới nhằm chỉnh lí, củng cố, khắc sâu kiến thức, tránh sự khái quát, suy diễn thiếu chính xác ở HS. Ví dụ: Sau khi dạy bài “Nhôm và các hợp chất của nhôm”, khi luyện tập GV có thể tiến hành thí nghiệm cho các mẩu kim loại Na, Mg, Al vào ống nghiệm chứa nước có pha phenolphtalein, sau đó đun nóng hai ống nghiệm chứa Mg, Al. HS sẽ quan sát hiện tượng và rút ra kết luận về tính khử của kim loại. b. Sử dụng thí nghiệm như bài tập hóa học Thí nghiệm hóa học có thể được dùng như bài tập hóa học nhằm tạo ra một vấn đề thực nghiệm yêu cầu HS phải vận dụng tích cực, sáng tạo và chính xác kiến thức đã học để giải quyết vấn đề thực nghiệm được đưa ra. Ví dụ sau khi dạy bài “Kim loại kiềm thổ và một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ” trong giờ luyện tập GV có thể cho HS tiến hành phân biệt các lọ hóa chất mất nhãn được đánh số và chứa riêng biệt các chất rắn đã học như NaHCO3, CaCO3,
  31. 22 Ca(HCO3)2, CaSO4, NaOH. HS sẽ phải vận dụng các kiến thức đã học về tính chất của một số hợp chất của kim loại kiềm thổ và một số kiến thức đã học về tính chất của NaOH, NaHCO3 để giải quyết bài tập trên. Hay sau khi dạy bài “Nhôm và các hợp chất của nhôm”, GV có thể cho HS bài tập về nhà tiến hành thí nghiệm “Nhôm tác dụng với nước thông cống” như sau: Lấy hai chậu bằng nhựa, một chậu cho nước vòi, chậu còn lại cho dung dịch nước thông cống. Lấy hai lon coca bằng kim loại cho vào hai chậu đã chuẩn bị (chú ý cho lon nhôm chìm hoàn toàn vào trong nước). Quan sát và so sánh hiện tượng của hai lon nhôm trong hai chậu trong các khoảng thời gian 1 phút, 1 giờ, 1 ngày, 2 ngày, 3 ngày. Giải thích hiện tượng quan sát được. HS sẽ phải tìm kiếm thông tin về thành phần của vỏ lon coca bằng kim loại và nước thông cống. Sau đó HS còn phải vận dụng được tính chất hóa học của nhôm để giải thích hiện tượng từ thí nghiệm trên. 1.3.4.3. Sử dụng thí nghiệm trong giờ thực hành GV có thể hướng dẫn cho HS tự tiến hành các thí nghiệm (nếu là các thí nghiệm thao tác đơn giản, an toàn) hoặc biểu diễn cho HS xem (nếu thao tác phức tạp, có thể gây nguy hiểm nếu không tiến hành cẩn thận) nhằm minh hoạ, kiểm chứng, củng cố và vận dụng kiến thức đã học trên lớp. Qua đó, HS được rèn luyện các kĩ năng, năng lực và phẩm chất cần thiết. 1.3.4.4. Sử dụng thí nghiệm trong kiểm tra, đánh giá GV có thể sử dụng thí nghiệm vào quá trình kiểm tra bằng cách cho HS mô tả lại hiện tượng của một phản ứng, hay giải thích các hiện tượng xảy ra trong phản ứng, ngoài ra có thể tổ chức cho HS kiểm tra các thao tác thí nghiệm để đánh giá được kĩ năng, thái độ của HS thông qua các bài tập hóa học thực nghiệm từ thí nghiệm hoặc các bài thực hành hóa học trong chương trình. 1.3.5. Thí nghiệm gắn kết với cuộc sống
  32. 23 Thuật ngữ thí nghiệm gắn kết với cuộc sống được sử dụng trong khóa luận này là những thí nghiệm được thực hiện từ những chất quen thuộc trong cuộc sống hằng 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. Việc sử dụng các thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học có nhiều thuận lợi và cũng không ít khó khăn được đặt ra, cụ thể như: - Thuận lợi: thí nghiệm thực tế, gần gũi nên dễ tạo hứng thú cho HS, tạo sự liên kết từ thực tiễn vào bài học; hóa chất, dụng cụ thí nghiệm dễ tìm kiếm và chuẩn bị, thí nghiệm đa số là không độc hại nên thích hợp sử dụng làm thí nghiệm biểu diễn trong lớp học cũng như cho HS thực hiện. - Khó khăn: việc lên ý tưởng, thiết kế và chuẩn bị các thí nghiệm sẽ tốn nhiều thời gian, đặc biệt với những tiết học liên tục; trong kiểm tra, thi cử theo chuẩn quốc gia hiện nay số câu hỏi, bài tập liên quan đến thí nghiệm còn hạn chế; kĩ năng thực hành của cả GV và HS còn hạn chế. Qua những thuận lợi và khó khăn đã nêu ở trên, chúng tôi thấy được thí nghiệm hóa học có những ưu điểm và vai trò vượt bậc trong quá trình dạy học hóa học ở trường THPT, giúp HS thấy được môn Hóa học gần gũi hơn với cuộc sống, tăng cường hứng thú và khả năng tư duy môn học. Vì thế, việc sử dụng các thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong quá trình dạy học hóa học đáp ứng được nhu cầu đổi mới PPDH hiện nay, tăng cường liên hệ lý thuyết bài học vào thực tiễn cuộc sống, phát triển năng lực và phẩm chất cho HS. 1.4. Thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở một số trường THPT tại TP. HCM và Bà Rịa – Vũng Tàu 1.4.1. Mục đích điều tra - Tìm hiểu tính khả thi, hiệu quả sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường THPT. - Tìm hiểu những khó khăn của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường THPT, đề xuất những biện pháp cải thiện, giải quyết vấn đề.
  33. 24 - 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. 1.4.2. Đối tượng và phương pháp điều tra - Đối tượng điều tra: GV hóa học và HS các trường THPT Trưng Vương (quận 1), trường THPT Nguyễn Công Trứ (quận Gò Vấp), trường THPT Bình Hưng Hoà (quận Bình Tân), THPT Nguyễn Hữu Cảnh (quận Bình Tân), trường THPT Vũng Tàu (thành phố Vũng Tàu). - Phương pháp điều tra: dùng phiếu điều tra, bảng hỏi. Tôi cùng các cộng sự đã phát phiếu điều tra (phụ lục 5 và 6) đến 40 GV hóa học và HS các trường THPT trên và thu lại được 40 phiếu của các GV hóa học và 650 phiếu của HS. 1.4.3. Kết quả điều tra 1.4.3.1. Kết quả điều tra thực trạng việc học hóa học với thí nghiệm ở trường THPT của HS a) Thái độ, hứng thú của HS đối với bộ môn Hóa học 5% 10% 9% 29% 47% Chú thích: Rất thích Thích Bình thường Không thích Rất không thích Hình 1.1. Biểu đồ thể hiện thái độ, hứng thú của HS đối với bộ môn Hóa học
  34. 25 Biểu đồ 1.1 cho ta thấy thái độ của HS đối với môn Hóa học tương đối tích cực. Có 29% số HS được khảo sát cảm thấy yêu thích môn Hóa học và 10% số HS được khảo sát cảm thấy rất yêu thích môn học này. Gần một nửa (47%) số HS được khảo sát cảm thấy bình thường với môn Hóa học. Tuy nhiên, vẫn có 9% HS cảm thấy không thích môn Hóa học, và số HS cảm thấy rất không thích môn Hóa học khoảng 5% . Tuy đây là một con số khá khiêm tốn so với phần còn lại HS, nhưng cũng là điều mà GV cần lưu ý khi dạy học, vì trong giờ học các HS này thường không hợp tác với GV, có thể có thái độ chống đối, lôi kéo các bạn khác trong lớp không chú ý tập trung trong giờ học. 600 495 500 Chú thích: 400 Nội dung hấp dẫn, thu hút và có nhiều ý nghĩa 300 Nội dung còn nặng về lý thuyết, ít thực hành và SỐ SỐ SINH HỌC 200 155 ứng dụng 100 0 Hình 1.2. Biểu đồ thể hiện nhận xét của HS về chương trình hóa học hiện tại Qua biểu đồ 1.2, ta có thể thấy được rằng đối với các em HS thì chương trình dạy học hóa học hiện nay vẫn còn khá nặng về lý thuyết, ít thực hành và ứng dụng (76% - 495 HS). Và đây cũng có thể là lí do mà số HS yêu thích môn Hóa học chỉ chiếm khoảng 39% số HS được khảo sát. b) Việc học với các thí nghiệm hóa học ở trường THPT Qua hình 1.3 và 1.4 ta có thể thấy, HS chỉ thỉnh thoảng được học thí nghiệm hóa học (52%) và đại đa số các tiết được làm thí nghiệm là tiết học thực hành. Chỉ có 57
  35. 26 HS được học thí nghiệm trong tiết học bài mới, còn lại số lượng rất nhỏ HS được học thí nghiệm trong các tiết ôn tập, luyện tập và hoạt động ngoại khóa. Mặt khác trong chương trình hóa học THPT, số lượng các tiết thực hành trong phân phối chương trình rất hạn chế nên HS càng có ít cơ hội được học thực hành. 2%3% 5% 38% 52% Chú thích: Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Chỉ trong thao giảng Chưa bao giờ Hình 1.3. Biểu đồ thể hiện mức độ thường xuyên học với các thí nghiệm hóa học của HS 700 602 600 500 Chú thích: Tiết học bài mới 400 Tiết ôn tập, luyện tập 300 Tiết thực hành Hoạt động ngoại khóa SỐ SỐ SINH HỌC 200 100 57 17 20 0 Hình 1.4. Biểu đồ thể hiện tiết học HS thường được học với thí nghiệm
  36. 27 c) Hiệu quả của thí nghiệm hóa học trong quá trình học tập của HS Bảng 1.1. Ý kiến của HS về lợi ích của thí nghiệm hóa học Chú thích: [1] hoàn toàn không đồng ý; [2] không đồng ý; [3] không 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 học tập hơn với môn Hóa học 13 18 89 241 289 4,19 0,91 Thí nghiệm giúp em rèn luyện các kĩ năng thực hành 8 10 95 322 215 4,12 0,80 Thí nghiệm giúp em tiếp thu kiến thức chính xác hơn 9 22 110 291 218 4,06 0,87 Thí nghiệm giúp em hiểu bài nhanh và nhớ lâu kiến thức hơn 13 29 159 265 184 3,89 0,94 Thí nghiệm giúp em phát triển tư duy và năng lực 16 29 190 246 169 3,80 0,96 Thí nghiệm giúp em có thể vận dụng kiến thức vào thực tế 18 26 131 255 220 3,97 0,97 Thí nghiệm giúp em có niềm tin vào khoa học hơn 15 25 183 229 198 3,88 0,97 Bảng 1.1 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 tương đối cao như “Thí nghiệm giúp em có hứng thú học tập hơn với môn Hóa học” (điểm trung bình 4,19), “Thí nghiệm giúp em rèn luyện các kĩ năng thực hành” (điểm trung bình 4,15), “Thí nghiệm giúp em
  37. 28 tiếp thu kiến thức chính xác hơn” (điểm trung bình 4,06), “Thí nghiệm giúp em có thể vận dụng kiến thức vào thực tế” (điểm trung bình 3,97). Mặt khác, độ lệch chuẩn ứng với mỗi nhận định là tương đối thấp (giá trị độ lệch chuẩn từ 0,80 đến 0,97) hay nói cách khác độ chụm của các số liệu rất cao. Từ đó, chúng ta có thể thấy rằng HS đã nhận thức được tầm quan trọng của thí nghiệm trong dạy học hóa học. d) Nhu cầu của HS trong quá trình học tập bộ môn Hóa học Bảng 1.2. Mong muốn của HS trong tiết học hóa học Chú thích: [1] hoàn toàn không đồng ý; [2] không đồng ý; [3] không 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 lý thuyết về hóa học hơn 191 163 210 64 22 2,33 1,10 Được làm nhiều bài tập hóa học hơn 83 151 244 132 40 2,84 1,08 Được quan sát nhiều thí nghiệm hóa học hơn 16 9 67 264 294 4,25 0,88 Được tự tay tiến hành nhiều thí nghiệm hóa học hơn 11 8 88 237 306 4,26 0,86 Được vận dụng kiến thức vào thực tiễn nhiều hơn 11 9 110 240 280 4,18 0,88 Có nhiều điều thú vị, hấp dẫn hơn trong tiết học 10 11 82 231 316 4,28 0,86
  38. 29 Bảng 1.2 cho thấy giá trị trung bình dữ liệu thu được trong các mong muốn là từ 2,33 đến 4,28. Trong đó, một số mong muốn có giá trị trung bình rất cao như “Có nhiều điều thú vị, hấp dẫn hơn trong tiết học” (điểm trung bình 4,28), “Được tiến hành nhiều thí nghiệm hóa học hơn” (điểm trung bình 4,26). Bên cạnh đó, vẫn có một số mong muốn có giá trị trung bình thấp như “Được học nhiều lý thuyết về hóa học hơn” (điểm trung bình 2,33) và “Được làm nhiều bài tập hóa học hơn” (điểm trung bình 2,84). Mặt khác, độ phân tán số liệu ứng với mỗi mong muốn là rất thấp (giá trị độ lệch chuẩn tính được từ 0,86 đến 1,10). Từ đó, có thể kết luận rằng HS hiện nay mong muốn được học nhiều điều thú vị hấp dẫn, được làm nhiều thí nghiệm hơn trong các tiết học chứ không phải là việc học một cách nhồi nhét các kiến thức hóa học khô khan, làm các bài tập thật khó nhưng không có ứng dụng thực tiễn gì trong cuộc sống. e) Thái độ HS với các thí nghiệm gắn kết với cuộc sống Để khảo sát thái độ HS 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 HS. 12% 6% 3% 43% 36% Chú thích: Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Chỉ trong thao giảng Chưa bao giờ Hình 1.5. Biểu đồ thể hiện mức độ thường xuyên học với các thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống của HS
  39. 30 Hình 1.5 cho thấy HS chỉ thỉnh thoảng được học thí nghiệm gắn kết với cuộc sống (43%) và số HS chưa bao giờ được học thí nghiệm gắn kết cuộc sống (12%) cao hơn so với số HS chưa bao giờ được học thí nghiệm hóa học ở hình 1.4 (2%). Như vậy, thí nghiệm gắn kết cuộc sống vẫn còn rất lạ lẫm với nhiều HS. 1% 22% 33% 44% Chú thích: Rất thích Thích Bình thường Không thích Rất không thích Hình 1.6. Biểu đồ thể hiện thái độ, hứng thú của HS đối với thí nghiệm gắn kết với cuộc sống Hình 1.6 cho thấy HS có thái độ rất tích cực đối với thí nghiệm gắn kết với cuộc sống. Gần một nửa số lượng HS (44%) được khảo sát cảm thấy thích và 33% HS cảm thấy rất thích thí nghiệm gắn kết với cuộc sống. Chỉ có 1% HS không thích thí nghiệm gắn kết với cuộc sống và không có HS rất không thích thí nghiệm gắn kết với cuộc sống. Qua đó, ta có thể thấy HS rất thích học với các thí nghiệm và cũng rất mong muốn được học những điều gần gũi với cuộc sống hàng ngày. 1.4.3.2. Kết quả điều tra thực trạng việc dạy hóa học với thí nghiệm ở trường THPT của GV Sau khi thu về 40 phiếu khảo sát GV đang trực tiếp giảng dạy bộ môn hóa học ở các trường chúng tôi rút ra kết luận:
  40. 31 a) Mức độ thường xuyên sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học của GV 17% 23% 60% Chú thích: Luôn luôn Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Không bao giờ Hình 1.7. Biểu đồ thể hiện mức độ thường xuyên sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học của GV Hình 1.7 cho thấy tất cả các GV đều có sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học. Nhưng mức độ sử dụng thí nghiệm còn khá thấp. Đa số GV hiếm khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học (60%). Có đến 23% GV được khảo sát chỉ thỉnh thoảng sử dụng thí nghiệm trong dạy học. Chỉ có 17% GV thường xuyên sử dụng thí nghiệm và không có GV nào luôn luôn sử dụng thí nghiệm trong giảng dạy. Vì đa số GV hiếm khi sử dụng thí nghiệm nên chúng tôi đã khảo sát và tìm hiểu những khó khăn của GV khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học. b) Những khó khăn khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học Hình 1.8 cho thấy có rất nhiều khó khăn dẫn đến việc GV không sử dụng thí nghiệm hóa học thường xuyên. Ở các trường được khảo sát đều có phòng thí nghiệm và các GV đều được đào tạo căn bản về thí nghiệm khi còn học đại học nên việc “Trường không có phòng thí nghiệm” và “Kĩ năng làm thí nghiệm của GV còn chưa tốt” không phải là lí do dẫn đến GV không sử dụng thí nghiệm thường xuyên. Theo hình, khó khăn lớn nhất
  41. 32 trong việc sử dụng thí nghiệm là “Tốn thời gian” (30 GV). Để sử dụng thí nghiệm GV cần tốn thời gian suy nghĩ, lên kịch bản và chuẩn bị các bộ thí nghiệm cho HS. Đây thật sự là công việc rất tốn thời gian và công sức của GV. Ngoài ra, các lí do khác như “Thi và kiểm tra hiện nay ít liên quan đến thí nghiệm” (28 GV) và “Di chuyển dụng cụ và hóa chất nguy hiểm” (23 GV) cũng dẫn đến việc GV hiếm khi sử dụng thí nghiệm trong việc dạy học hóa học. 35 30 30 28 25 23 20 20 15 15 10 SỐ GIÁO VIÊN SỐ GIÁO 5 5 4 4 0 1 0 0 Chú thích: 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 Hình 1.8. Biểu đồ thể hiện những khó khăn khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học c) Sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học
  42. 33 18% 82% Chú thích: Thu hút hơn Như nhau Không thu hút hơn Hình 1.9. Biểu đồ thể hiện mức độ thu hút của thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống so với thí nghiệm hóa học truyền thống do GV đánh giá Hình 1.9 cho thấy đa số các GV cho rằng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống sẽ thu hút HS hơn so với thí nghiệm hóa học truyền thống, không có GV nào cho rằng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống không thu hút HS hơn thí nghiệm hóa học truyền thống. 13% 12% 10% 65% Chú thích: Luôn luôn Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Không bao giờ Hình 1.10. Biểu đồ thể hiện mức độ thường xuyên sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học của GV
  43. 34 Hình 1.10 cho thấy đa số GV hiếm khi sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học (65%), không có GV nào luôn luôn sử dụng loại thí nghiệm này trong bài dạy của mình. Tuy nhiên, có đến 13% GV không bao giờ sử dụng thí nghiệm gắn kết với 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 GV. Bên cạnh đó, chúng tôi còn khảo sát ý kiến GV về cách sử dụng thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống trong khi dạy học hóa học. 40 35 35 30 Chú thích: 25 25 Cung cấp kiến thức mới 20 Thực hành thí nghiệm hóa 15 học SỐ GIÁO VIÊN SỐ GIÁO 10 9 Luyện tập, ôn tập 4 5 Hoạt động ngoài giờ lên lớp 0 Hình 1.11. Biểu đồ thể hiện cách sử dụng thí nghiệm hóa học gắn kết cuộc sống trong khi dạy học hóa học Hình 1.11 cho thấy đa số GV muốn sử dụng thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống trong hoạt động ngoài giờ lên lớp (35 GV). Có 25 GV muốn sử dụng thí nghiệm gắn kết với cuộc sống để cung cấp kiến thức mới, nhưng chỉ có 4 GV muốn sử dụng thí nghiệm này vào tiết luyện tập, ôn tập. Bảng 1.3 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 HS” (điểm trung bình 4,15), “Tăng khả năng vận dụng kiến thức đã học vào thực tế” (điểm trung bình 4,15). Bên cạnh đó, hai đánh giá có giá trị trung bình thấp là “Giúp HS tin tưởng vào khoa học” (điểm trung bình 3,43) và “Rèn cho HS kĩ năng thực
  44. 35 hành thí nghiệm” (điểm trung bình 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 GV thấy thí nghiệm gắn kết cuộc sống giúp HS hứng thú hơn vào môn học, tăng khả năng vận dụng kiến thức thực tế nhưng lại chưa giúp HS rèn luyện được kĩ năng thực hành. Bảng 1.3. Đánh giá của GV về hiệu quả của thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học hóa học Chú thích: 1 ứng với mức độ thấp nhất, 5 ứng với mức độ cao nhất Mức độ Trung Độ lệch Hiệu quả 1 2 3 4 5 bình chuẩn Giúp HS hiểu bài, khắc sâu kiến thức 0 1 14 22 3 3,68 0,66 Rèn cho HS kĩ năng thực hành thí 0 2 22 11 5 3,48 0,78 nghiệm Tạo không khí lớp học sôi động 0 0 6 27 7 4,03 0,58 Nâng cao hứng thú học tập bộ môn 0 0 3 28 9 4,15 0,53 cho HS Giúp HS tin tưởng vào khoa học 0 6 20 5 9 3,43 1,01 Phát triển khả năng tư duy, sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề; nâng 0 0 9 22 9 4,00 0,68 cao tính tích cực học tập cho HS Tăng khả năng vận dụng kiến thức đã 0 0 4 26 10 4,15 0,58 học vào thực tế d) Biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học Bảng 1.4 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” (điểm
  45. 36 trung bình 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” (điểm trung bình 4,25). Bảng 1.4. Đánh giá của GV về các biện pháp giúp nâng cao hiệu quả sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học THPT Chú thích: 1 ứng với mức độ thấp nhất, 5 ứng với mức độ cao nhất Mức độ Trung Độ lệch Biện pháp 1 2 3 4 5 bình chuẩn Tăng cường sử dụng thí nghiệm theo 0 1 24 14 1 3,38 0,59 hướng nghiên cứu Tăng cường sử dụng thí nghiệm theo 0 1 24 14 1 3,38 0,59 phương pháp kiểm chứng Tăng cường sử dụng thí nghiệm theo 0 1 26 13 0 3,30 0,52 phương pháp đối chứng Tăng cường sử dụng thí nghiệm theo 0 0 13 22 5 3,80 0,65 hướng nêu và giải quyết vấn đề Cung cấp trước cho HS tài liệu về thí 0 1 11 23 5 3,80 0,69 nghiệm sẽ làm ở bài học mới Thường xuyên hướng dẫn HS làm 0 0 4 30 6 4,05 0,50 thí nghiệm trong bài dạy mới Lồng ghép một số thí nghiệm liên 0 0 0 30 10 4,25 0,44 quan thực tế vào bài dạy Liên kết được kiến thức bài học và 0 0 0 26 14 4,35 0,48 vấn đề thực tiễn thông qua việc sử dụng thí nghiệm thực tiễn cuộc sống Tổ chức nhiều hoạt động thí nghiệm 0 0 2 26 12 4,25 0,54 ngoại khóa Bên cạnh đó, một số đánh giá có giá trị trung bình thấp, chẳng hạn như “Tăng cường sử dụng thí nghiệm theo phương pháp đối chứng” (điểm trung bình 3,30), “Tăng cường sử dụng thí nghiệm theo hướng nghiên cứu” (điểm trung bình 3,38) và “Tăng cường sử dụng thí nghiệm theo phương pháp kiểm chứng” (điểm trung bình 3,38). Mặt khác, độ lệch chuẩn 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 GV muốn sử dụng thí nghiệm gắn với cuộc sống để đưa những kiến thức thực tế tới gần với HS hơn.
  46. 37 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 Trong chương 1 tôi đã trình bày cơ sở lý luận của đề tài bao gồm: 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu: - Một số khóa luận, luận văn nghiên cứu về thí nghiệm hóa học trong dạy học ở trường THPT. - Định hướng đổi mới PPDH, xu hướng đổi mới PPDH ở trường phổ thông. - PPDH môn Hóa học ở trường phổ thông cũng như những yêu cầu đổi mới PPDH môn Hóa học ở các trường THPT. 2. Thí nghiệm hóa học: - Khái niệm thí nghiệm, thí nghiệm hóa học. - Vai trò của thí nghiệm trong dạy học môn Hóa học ở trường THPT. - Một số yêu cầu cơ bản và cách sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường THPT. - Tổng quan về thí nghiệm gắn kết với cuộc sống. 3. Thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở một số trường THPT ở địa bàn TP. HCM và Bà Rịa – Vũng Tàu. Qua đó tôi thấy được thí nghiệm hóa học có vai trò rất quan trọng trong việc dạy học môn Hóa học ở các trường THPT, và thí nghiệm gắn kết với cuộc sống là một hướng đi mới và hay, phù hợp với quá trình đổi mới PPDH hiện nay. Nhưng trên thực tế, tuy HS rất thích các thí nghiệm hóa học và thí nghiệm gắn kết với cuộc sống nhưng do nhiều nguyên nhân khác nhau, GV hầu như chưa thể đáp ứng được những nhu cầu chính đáng đó cho HS. Vì vậy cần phải có các nghiên cứu về thí nghiệm và đặc biệt là thí nghiệm gắn kết với cuộc sống để giúp GV vượt qua một số khó khăn trong việc tổ chức thí nghiệm cho HS, giúp HS thêm yêu môn Hóa học.
  47. 38 Chương 2. THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM GẮN KẾT VỚI CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC PHẦN VÔ CƠ LỚP 12 THPT 2.1. Phân tích nội dung chương trình hóa học phần vô cơ lớp 12 2.1.1. Cấu trúc và nội dung chương trình hóa học phần vô cơ lớp 12 Chương trình hóa học phần vô cơ lớp 12 gồm 4 chương với 26 bài, trong đó có một số phần được giảm tải, được phân phối như sau [3],[17],[19]: Bảng 2.1. Cấu trúc nội dung hóa học phần vô cơ lớp 12 cơ bản Bài Nội dung Ghi chú CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Không dạy phần: Mạng tinh thể Vị trí của kim loại trong bảng tuần lục phương, mạng tinh thể lập 17 hoàn và cấu tạo của kim loại phương tâm diện, mạng tinh thể lập phương tâm khối Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa 18 của kim loại 19 Hợp kim 20 Sự ăn mòn kim loại 21 Điều chế kim loại 22 Luyện tập: Tính chất của kim loại Luyện tập: Điều chế kim loại và sự 23 ăn mòn kim loại Thực hành: Tính chất, điều chế kim 24 loại, sự ăn mòn kim loại CHƯƠNG 6: KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ, NHÔM Không dạy phần: Một số hợp chất Kim loại kiềm và hợp chất quan 25 quan trọng của kim loại kiềm, GV trọng của kim loại kiềm hướng dẫn HS tự đọc thêm
  48. 39 Kim loại kiềm thổ và hợp chất quan 26 trọng của kim loại kiềm thổ 27 Nhôm và hợp chất của nhôm Luyện tập: Tính chất của kim loại 28 kiềm, kim loại kiềm thổ và hợp chất của chúng Luyện tập: Tính chất của nhôm và 29 hợp chất của nhôm Thực hành: Tính chất của natri, 30 magie, nhôm và hợp chất của chúng CHƯƠNG 7: SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG Không dạy phần: Tác dụng với 31 Sắt nước 32 Hợp chất của sắt Không dạy các loại lò luyện gang, thép (chỉ dạy thành phần hợp kim, 33 Hợp kim của sắt nguyên tắc và các phản ứng xảy ra khi luyện gang, thép) Không yêu cầu HS làm bài tập 2 34 Crom và hợp chất của crom Không dạy cả bài, sử dụng thời 35 Đồng và hợp chất của đồng gian để luyện tập Không dạy cả bài, sử dụng thời 36 Sơ lược về niken, kẽm, chì, thiếc gian để luyện tập Luyện tập: Tính chất hóa học của sắt 37 và hợp chất của sắt Luyện tập: Tính chất hóa học của 38 crom, đồng và hợp chất của chúng Thực hành: Tính chất hóa học của 39 sắt, đồng và những hợp chất của sắt, Không bắt buộc làm thí nghiệm 4 crom
  49. 40 CHƯƠNG 8: PHÂN BIỆT MỘT SỐ CHẤT VÔ CƠ Không dạy cả bài, sử dụng thời 40 Nhận biết một số ion trong dung dịch gian để luyện tập và nhận biết Không dạy cả bài, sử dụng thời 41 Nhận biết một số chất khí gian để luyện tập và nhận biết Luyện tập: Nhận biết một số chất vô 42 cơ Theo phân phối nội dung như trên, chương trình hóa học phần vô cơ lớp 12 cơ bản có nhiều bài lý thuyết về bài nguyên tố và chất (kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và hợp chất, nhôm và hợp chất, sắt và hợp chất, crom và hợp chất) và 3 bài thực hành đã tạo điều kiện thuận lợi và phù hợp cho việc sử dụng thí nghiệm hóa học vào quá trình giảng dạy. Đề tài tập trung phân tích những nội dung phù hợp cho việc sử dụng thí nghiệm hóa học vào quá trình giảng dạy, bao gồm các chương: - Chương 5 – Đại cương về kim loại - Chương 6 – Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm - Chương 7 – Sắt và một số kim loại quan trọng 2.1.2. Mục tiêu dạy học Theo quyển Hướng dẫn thực hiện chuẩn kiến thức, kĩ năng môn Hóa học lớp 12, mục tiêu của các chương như sau [17]: 2.1.2.1. Mục tiêu của chương Đại cương về kim loại a. Về kiến thức HS biết được: - Vị trí, đặc điểm cấu hình lớp electron ngoài cùng, liên kết kim loại. - Khái niệm hợp kim, tính chất (Dẫn nhiệt, dẫn điện, nhiệt độ nóng chảy, ), ứng dụng của một số hợp kim (thép không gỉ, đuyara). - Các biện pháp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn. - Mục đích, cách tiến hành, kĩ thuật thực hiện các thí nghiệm trong bài thực hành. HS hiểu được:
  50. 41 - Tính chất vật lí chung: ánh kim, dẻo, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. - Tính chất hóa học chung của kim loại là tính khử (khử phi kim, ion H+ trong nước, dung dịch axit, ion kim loại trong dung dịch muối). - Quy luật sắp xếp trong dãy điện hóa các kim loại (các nguyên tử được sắp xếp theo chiều giảm dần tính khử, các ion kim loại được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa) và ý nghĩa của nó. - Các khái niệm: ăn mòn kim loại, ăn mòn hóa học, ăn mòn điện hóa. - Điều kiện xảy ra sự ăn mòn kim loại. - Nguyên tắc chung và các phương pháp điều chế kim loại (điện phân, nhiệt luyện, dùng kim loại mạnh khử ion kim loại yếu hơn). b. Về kĩ năng, HS có kĩ năng - So sánh bản chất của liên kết kim loại với liên kết ion và liên kết cộng hóa trị. - Dự đoán được chiều phản ứng oxi hóa–khử dựa vào dãy điện hóa. - Viết được các phương trình hóa học phản ứng oxi hóa–khử chứng minh tính chất của kim loại và điều chế kim loại cụ thể. - Phân biệt được ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học ở một số hiện tượng thực tế. - Sử dụng và bảo quản hợp lí một số đồ dùng bằng kim loại và hợp kim dựa vào những đặc tính của chúng. - Lựa chọn được phương pháp điều chế kim loại cụ thể cho phù hợp. - Quan sát thí nghiệm, hình ảnh, sơ đồ, để rút ra nhận xét về phương pháp điều chế kim loại. - Giải được các bài toán cơ bản có liên quan đến kiến thức trong chương. - Sử dụng dụng cụ hóa chất để tiến hành an toàn, thành công các thí nghiệm. - Quan sát thí nghiệm, nêu hiện tượng, giải thích và viết phương trình hóa học, rút ra nhận xét. - Viết tường trình thí nghiệm. 2.1.2.2. Mục tiêu của chương Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm
  51. 42 a. Về kiến thức HS biết được: - Vị trí, cấu hình electron lớp ngoài cùng của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ; vị trí và cấu hình electron của nhôm. - Tính chất vật lí và hóa học của kim loại kiềm thổ, nhôm. - Tính chất hóa học và ứng dụng của một số hợp chất của kim loại kiềm thổ, nhôm: canxi hiđroxit, canxi cacbonat, canxi sunfat, nhôm oxit, nhôm hiđroxit, nhôm sunfat. - Khái niệm về nước cứng (tính cứng tạm thời, vĩnh cửu, toàn phần), tác hại của nước cứng, cách làm mềm nước cứng. - Trạng thái tự nhiên và ứng dụng của nhôm. - Cách nhận biết ion Ca2+, Mg2+, Al3+ trong dung dịch. - Mục đích, cách tiến hành, kĩ thuật thực hiện các thí nghiệm trong bài thực hành. HS hiểu được: - Tính chất vật lí của kim loại kiềm (mềm, khối lượng riêng nhỏ, nhiệt độ nóng chảy thấp). - Tính chất hóa học của kim loại kiềm: Tính khử mạnh nhất trong số các kim loại (phản ứng với nước, axit, phi kim). - Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh (tác dụng với oxi, clo, axit). - Nhôm là kim loại có tính khử khá mạnh (phản ứng với phi kim, dung dịch axit, nước, kim loại kiềm, oxit kim loại). - Phương pháp điều chế kim loại kiềm (điện phân muối halogenua nóng chảy). - Nguyên tắc và cách sản xuất nhôm bằng phương pháp điện phân oxit nóng chảy. - Tính chất lưỡng tính của Al2O3, Al(OH)3: vừa tác dụng với axit mạnh, vừa tác dụng với bazơ mạnh. b. Về kĩ năng, HS có kĩ năng - Dự đoán tính chất hóa học, kiểm tra và rút ra kết luận về tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và một số hợp chất của kim loại kiềm thổ, nhôm và một số hợp chất quan trọng của nhôm.
  52. 43 - Quan sát thí nghiệm, hình ảnh, sơ đồ rút ra được nhận xét về tính chất, phương pháp điều chế. - Viết các phương trình hóa học dưới dạng phân tử và ion thu gọn minh họa tính chất hóa học của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ, nhôm và một số hợp chất quan trọng của nhôm. - Viết sơ đồ điện phân điều chế kim loại kiềm. - Sử dụng và bảo quản hợp lí các đồ dùng bằng nhôm. - Giải được các bài toán cơ bản có liên quan đến kiến thức trong chương. - Sử dụng dụng cụ hóa chất để tiến hành an toàn, thành công các thí nghiệm. - Quan sát thí nghiệm, nêu hiện tượng, giải thích và viết phương trình hóa học, rút ra nhận xét. - Viết tường trình thí nghiệm. 2.1.2.3. Mục tiêu của chương Sắt và một số kim loại quan trọng a. Về kiến thức HS biết được: - Vị trí, cấu hình electron của sắt, crom. - Tính chất vật lí của sắt, crom, một số hợp chất của sắt và của crom. - Tính chất hóa học của sắt: tính khử trung bình. - Tính chất hóa học của crom là tính khử: phản ứng với oxi, clo, lưu huỳnh, dung dịch axit. - Tính chất hóa học của hợp chất crom (III), Cr2O3, Cr(OH)3: tính oxi hóa và tính khử, tính lưỡng tính. - Tính chất hóa học của hợp chất crom (VI): K2CrO4, K2Cr2O7: tính oxi hóa mạnh. - Trạng thái tự nhiên của sắt (các oxit sắt, FeCO3, FeS2). - Nguyên tắc điều chế và ứng dụng của một số hợp chất của sắt. - Định nghĩa và phân loại gang, sản xuất gang (nguyên tắc, nguyên liệu, cấu tạo và chuyển vận của lò cao, biện pháp kĩ thuật). - Định nghĩa và phân loại thép, nguyên tắc chung để sản xuất thép.
  53. 44 - Ứng dụng của gang, thép. HS hiểu được: - Tính khử của hợp chất sắt (II): FeO, Fe(OH)2, muối sắt (II). - Tính oxi hóa của hợp chất sắt (III): Fe2O3, Fe(OH)3, muối sắt (III). - Mục đích, tiến hành, kĩ thuật thực hiện các thí nghiệm cụ thể trong bài thực hành. b. Về kĩ năng, HS có kĩ năng - Dự đoán, kiểm tra bằng thí nghiệm và kết luận được tính chất hóa học của sắt và các hợp chất của sắt, crom và một số hợp chất của crom. - Viết các phương trình hóa học dưới dạng phân tử hoặc ion thu gọn minh họa tính chất hóa học sắt, hợp chất của sắt, crom và một số hợp chất của crom. - Nhận biết được ion Fe2+, Fe3+ trong dung dịch. - Quan sát mô hình, hình vẽ, sơ đồ, rút ra nhận xét về nguyên tắc và quá trình sản xuất gang, nguyên tắc sản xuất thép. - Viết các phương trình hóa học các phản ứng xảy ra trong lò luyện gang, thép. - Phân biệt được một số đồ dùng bằng gang, thép. - Sử dụng và bảo quản hợp lí một số hợp kim của sắt. - Giải được các bài toán cơ bản có liên quan đến kiến thức trong chương. - Sử dụng dụng cụ hóa chất để tiến hành an toàn, thành công các thí nghiệm. - Quan sát thí nghiệm, nêu hiện tượng, giải thích và viết phương trình hóa học, rút ra nhận xét. - Viết tường trình thí nghiệm. 2.1.3. Một số lưu ý dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 Theo PGS. TS. Đặng Thị Oanh và PGS. TS Nguyễn Thị Sửu [13], hóa học phần vô cơ lớp 12 nằm ở phần cuối chương trình hóa học THPT, nội dung bao gồm các vấn đề lớn: tính chất của kim loại gây ra bởi dạng liên kết kim loại; nghiên cứu phương pháp điều chế kim loại, sự ăn mòn kim loại trên cơ sở lý thuyết electron, sự điện li, dãy điện hóa; nghiên cứu các nguyên tố kim loại điển hình, có ý nghĩa đối với nền kinh tế quốc dân. Chính những nội dung và vị trí của phần hóa học vô cơ lớp 12 đã tạo điều kiện cho GV sử dụng rộng rãi
  54. 45 các PPDH tích cực vì HS đã có được nền kiến thức cơ bản và vững chắc về các định luật, học thuyết và các nguyên tố phi kim đã học ở lớp 10, 11. Nhưng khi giảng dạy phần này GV cũng phải lưu ý một số điểm sau: 2.1.3.1. Về cấu tạo kim loại Cấu tạo nguyên tử: nghiên cứu các kim loại khác nhau cần hướng HS chú ý đến: Số electron lớp ngoài cùng không lớn, bán kính nguyên tử tương đối lớn; dẫn đến kim loại dễ nhường electron hóa trị, thể hiện tính khử. GV có thể đưa ra bảng so sánh kim loại, phi kim về các giá trị: bán kính nguyên tử, năng lượng ion hóa thứ nhất để minh họa. Liên kết kim loại: Kim loại cấu tạo mạng tinh thể, liên kết kim loại trong mạng luôn n+n+ có sự cân bằng động: M+neM.neee H GV cần thông báo cho HS: Thời gian tồn tại của nguyên tử kim loại trong tinh thể chỉ ngắn từ 10–14 10–11 giây. GV cần cho HS so sánh liên kết kim loại với liên kết ion, liên kết cộng hóa trị để tìm ra sự giống và khác nhau giữa chúng. 2.1.3.2. Tính chất vật lí GV cần chú ý đến nguyên nhân gây ra các tính chất vật lí: tính dẫn điện, dẫn nhiệt, tính dẻo, ánh kim. Sự phụ thuộc tính dẫn điện vào nhiệt độ và tính chất tan lẫn vào nhau của các kim loại tạo ra các hợp kim. Có thể mở rộng giới thiệu về cách tạo ra các hợp kim. 2.1.3.3. Tính chất hóa học của kim loại HS đã biết các tính chất của kim loại nên GV hệ thống hóa các kiến thức riêng lẻ bằng phương pháp đàm thoại kết hợp thí nghiệm hóa học, có thể trình bày ở dạng sơ đò, khái quát hóa để HS dễ nhớ: Me hoạt động (kim loại kiềm, Ca, Sr, Ba) → kiềm + H2↑. H O + M M trung bình (Mg, Fe) oxit kim loại + H ↑. 2 e e 2 Me kém hoạt động (Cu, ) → không phản ứng.
  55. 46 Dãy điện hóa của kim loại: GV cần lưu ý dãy điện hóa được xây dựng trong điều kiện xác định, chuẩn: dung dịch nước, nồng độ chất 1 M, nhiệt độ 298K, áp suất 1 atm. Tính chất của các kim loại không chỉ dựa vào cấu tạo nguyên tử mà còn xác định bằng các dấu hiệu khác như: độ bền của mạng tinh thể, bản chất của chất oxi hóa khi tương tác với kim loại. Cơ chế của quá trình tương tác của kim loại với nước, dung dịch axit, muối là quá trình các ion từ mạng tinh thể bị tách ra các phân tử lưỡng cực nước, để lại số electron trên tấm kim loại gây ra sự xuất hiện thế điện cực. Chỉ ra tính giới hạn của dãy điện hóa để ngăn ngừa sự sử dụng sai lầm của nó. Sự điện phân muối: HS đã có khái niệm điện phân trong chương trình Vật lí nên GV cần vận dụng khái niệm này trong hóa học, giải thích sự điện phân theo quan điểm lí thuyết sự điện li, quy luật phản ứng hóa học để xác định được đúng các quá trình oxi hóa– khử trên các điện cực, thứ tự theo khả năng khử của cac anion và cation khi điện phn hỗn hợp dung dịch với các vật liệu làm điện cực khác nhau. Sự ăn mòn kim loại: GV cần chú ý đến các vấn đề: sự tổn hại đến nền kinh tế do sự ăn mòn kim loại gây ra; giải thích bản chất của sự ăn mòn theo quan điểm của thuyết electron; cơ sở khoa học của các biện pháp chống ăn mòn kim loại. Các kiến thức về kim loại đã được HS tích lũy khi nghiên cứu phi kim nên GV có thể sử dụng phương pháp nêu vấn đề, tăng cường hoạt động độc lập của HS, tiến hành theo con đường suy diễn: từ tính chất chung của kim loại, đặc điểm tính chất chung của nhóm đến tính chất của một số kim loại cụ thể. Trong quá trình nghiên cứu cần nhấn mạnh: tính chất khác biệt của kim loại so với tính chất chung của nhóm và giải thích dựa vào đặc điểm cấu tạo nguyên tử, dạng tinh thể của chúng; so sánh với các nguyên tố trong nhóm, giữa các nhóm nguyên tố với nhau để củng cố quy luật biến thiên tính chất trong nhóm, chu kì, lí giải những hiện tượng trái quy luật. 2.2. Tiêu chí và quy trình thiết kế các thí nghiệm hóa học theo hướng gắn kết với cuộc sống
  56. 47 2.2.1. Tiêu chí lựa chọn thí nghiệm hóa học để thiết kế theo hướng gắn kết với cuộc sống Để sử dụng thí nghiệm kết hợp với việc tổ chức hoạt động trong giờ học một cách hợp lí, có hiệu quả, việc thiết kế thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống phải dựa trên các tiêu chí sau: - Phải phục vụ kiến thức hóa học trọng tâm nhằm đạt mục tiêu của bài dạy. - Phải đảm bảo an toàn cho GV biểu diễn và HS tiến hành thí nghiệm. - Hiện tượng thí nghiệm phải rõ ràng và dễ quan sát. - Thí nghiệm phải đảm bảo thành công khi thực hiện. - Thi nghiệm tốn ít thời gian phù hợp với tiết học ở trường THPT. - Thí nghiệm đơn giản, dễ thực hiện, dụng cụ gọn gàng thẩm mỹ. - Tăng cường sử dụng thí nghiệm theo nghiên cứu, thí nghiệm là phương tiện, công cụ và nguồn tri thức để HS khai thác, tìm tòi kiến thức mới. 2.2.2. Quy trình thiết kế các thí nghiệm hóa học theo hướng gắn kết với cuộc sống Qua quá trình thực tế thiết kế các thí nghiệm Hóa học gắn kết với cuộc sống, tôi xin đề xuất quy trình thiết kế thí nghiệm Hóa học gắn kết với cuộc sống như sau: Bước 1: Lựa chọn nội dung bài học phù hợp sử dụng thí nghiệm khi giảng dạy. Bước 2: Xác định mục tiêu, chuẩn kiến thức, kĩ năng của nội dung bài học đã chọn. Bước 3: Lựa chọn thí nghiệm hóa học phù hợp mục tiêu, chuẩn kiến thức, kĩ năng nội dung bài học đã chọn. Bước 4: Tìm hiểu những dụng cụ, hóa chất cần thiết để tiến hành thí nghiệm truyền thống trong phòng thí nghiệm. Bước 5: Tìm kiếm các nguyên vật liệu, dụng cụ gần gũi cuộc sống phù hợp với nội dung bài dạy đã chọn thay thay thế các hóa chất, dụng cụ đang được sử dụng trong phòng thí nghiệm. Bước 6: Thực hiện thí nghiệm, kiểm chứng hiện tượng và đối chứng với các thí nghiệm truyền thống đang được sử dụng.
  57. 48 Bước 7: Điều chỉnh lượng chất cũng như kĩ thuật thực hiện, thiết kế các hình thức biểu diễn phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng. Bước 8: Soạn câu hỏi khai thác thí nghiệm và gợi ý lời giải phù hợp dành cho thí nghiệm. Bước 9: Quay lại cách tiến hành các thí nghiệm và dựng phim. Để làm rõ hơn về quy trình đã đề cập ở trên, tôi sẽ phân tích các bước trong quá trình thiết kế thí nghiệm “Dung dịch xanh kì lạ”: Bước 1: Nội dung bài học phù hợp sử dụng thí nghiệm khi giảng dạy là so sánh sự ăn mòn hóa học và sự ăn mòn điện hóa học, trong bài 20 “Sự ăn mòn kim loại”, Hóa học lớp 12 chương trình cơ bản. Bước 2: Mục tiêu bài học, chuẩn kiến thức kĩ năng của nội dung bài học đã chọn: - Phân biệt được ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa ở một số hiện tượng thực tế. Bước 3: Thí nghiệm Hóa học phù hợp mục tiêu, chuẩn kiến thức, kĩ năng nội dung bài học đã chọn là sử dụng lá nhôm cho vào dung dịch axit sunfuric (ăn mòn hóa học), sau đó cho thêm dung dịch đồng (II) sunfat vào (ăn mòn điện hóa học). Bước 4: Các dụng cụ và hóa chất cần thiết để tiến hành thí nghiệm là lá nhôm, axit sunfuric, dung dịch đồng (II) sunfat và ống nghiệm. Bước 5: Thay thế lá nhôm trong phòng thí nghiệm bằng giấy bạc, thay thế axit sunfuric bằng dung dịch giấm ăn, thay dung dịch đồng (II) sunfat bằng dung dịch phèn xanh, thay ống nghiệm bằng ly thủy tinh gần gũi với đời sống. Bước 6: Tiến hành hai thí nghiệm để đối chứng hiện tượng. Bước 7: Điều chỉnh lượng chất phù hợp cho quá trình phản ứng. Bước 8: Soạn câu hỏi khai thác thí nghiệm và gợi ý lời giải phù hợp dành cho thí nghiệm. Câu hỏi: 1. Dự đoán xem khi cho giấy bạc vào giấm thì phản ứng gì đã xảy ra? 2. Vì sao khi cho giấy bạc vào dung dịch giấm thì bọt khí không xuất hiện? 3. Khi cho phèn xanh vào, hiện tượng gì đã xảy ra?
  58. 49 4. Theo em tại sao bọt khí lại xuất hiện nhiều hơn khi cho phèn xanh vào? 5. Vai trò của phèn xanh là gì, ảnh hưởng của phèn xanh đến giấy bạc như thế nào? Gợi ý lời giải: 1. Dự đoán phản ứng xảy ra: 2Al + 6CH3COOH 2(CH3COO)3Al + 3H2↑. 2. Ở điều kiện thường nhôm có lớp oxit bảo vệ, mặt khác giấm có tính axit yếu, khí sinh ra sẽ có một phần bám trên bề mặt của nhôm ngăn cản nhôm tiếp xúc với axit nên bọt khí hầu như không xuất hiện. 3. Khi cho phèn xanh vào thì khí sẽ thoát ra nhiều hơn so với khi không thêm phèn xanh. 4. Phèn xanh có thành phần chính là CuSO4. Khi cho phèn xanh vào thì nhôm sẽ phản ứng với CuSO4: 2Al + 3Cu2+ 2Al3+ + 3Cu. Đồng tạo ra bám lên trên giấy bạc. Lúc này sẽ tạo ra một hệ thống pin điện hóa, nhôm là cực âm, còn đồng là cực dương. Nhôm sẽ bị ăn mòn, khí thoát ra trên bề mặt của đồng, vì vậy không có bọt khí cản trở việc nhôm tiếp xúc với axit nên phản ứng tiếp tục xảy ra. 5. Vai trò của phèn xanh là tạo đồng bám trên giấy bạc, tạo hệ thống pin điện làm cho tốc độ ăn mòn nhôm trong giấy bạc lớn hơn. Bước 9: Quay lại cách tiến hành các thí nghiệm và dựng phim. 2.3. Thiết kế và sử dụng các thí nghiệm gắn kết với cuộc sống trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 12 Sau khi tìm hiểu các tài liệu về thí nghiệm hóa học ở phần hóa học vô cơ lớp 12 của các tác giả Trịnh Văn Biều (chủ biên) [2], Nguyễn Cương (chủ biên) [4], Trần Thị Ngọc Diễm [5], Trần Quốc Đắc [6], Nguyễn Thị Thành Nhơn [11], Nguyễn Thị Sửu, Hoàng Văn Côi [15] kết hợp với các hiểu biết của bản thân, tôi thiết kế được 12 thí nghiệm gắn kết với cuộc sống nhằm cung cấp nguồn tài liệu dạy học tham khảo cho GV trong việc sử dụng thí nghiệm vào bài dạy chương trình hóa học phần vô cơ lớp 12 nói riêng và chương trình hóa học THPT nói chung.
  59. 50 Bảng 2.2. Các thí nghiệm hóa học gắn kết với cuộc sống đã thiết kế TT TÊN THÍ NGHIỆM TT TÊN THÍ NGHIỆM 1 Viên sáp không đun vẫn rơi 7 Viên sủi biến mất 2 Sắt hay đồng chịu được axit? 8 Núi lửa phun trào 3 Dây sắt đổi màu 9 Dung dịch diệu kì 4 Làm sáng đèn bằng quả chanh 10 Thổi đục nước vôi trong 5 Dung dịch xanh kì lạ 11 Vỏ ốc sủi bọt 6 Điện phân dung dịch phèn xanh 12 Tính chất hóa học của nhôm Các thí nghiệm được giới thiệu theo các bước sau: - Mục đích của thí nghiệm, vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm. - Dụng cụ và hóa chất cần thiết. - Cách tiến hành thí nghiệm. - Những lưu ý về kĩ thuật khi tiến hành thí nghiệm - Hiện tượng quan sát được. - Giải thích hiện tượng. - Câu hỏi khai thác thí nghiệm và lời giải. - Đề xuất các hướng sử dụng thí nghiệm trong dạy học. 2.3.1. Thí nghiệm 1 “Viên sáp không đun vẫn rơi” a. Mục đích của thí nghiệm, vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm - Nghiên cứu tính dẫn nhiệt của kim loại (đồng). - Vị trí áp dụng: Chương 5, bài 18 “Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại”. Chương 5, bài 22 “Luyện tập: Tính chất của kim loại”. b. Dụng cụ và hóa chất cần thiết Dụng cụ Hóa chất Ly thủy tinh Dây dẫn điện lõi đồng Đèn cồn Viên sáp Hộp quẹt
  60. 51 c. Cách tiến hành thí nghiệm - Lấy phần lõi dây dẫn điện bằng đồng. - Gắn nến vào đầu của lõi đồng một viên sáp và để ly thủy tinh ở phía dưới viên sáp. - Dùng đèn cồn đốt cháy phần giữa của lõi đồng. d. Những lưu ý về kĩ thuật khi tiến hành thí nghiệm - Chỉ nên chọn viên sáp nhỏ, khi cắm viên sáp cần cẩn thận tránh làm viên sáp bị vỡ. - Điều chỉnh chiều cao của đèn cồn sao cho dây đồng nắm ở khoảng 2/3 chiều cao ngọn lửa. - Chọn vị trí đốt dây đồng cho phù hợp, tránh để thí nghiệm diễn ra quá nhanh hay quá chậm. e. Hiện tượng quan sát được Khi đốt nóng một phần dây đồng thì viên sáp dần dần chảy từ phía trong lõi và rơi xuống. a) b) Hình 2.1. Hiện tượng thí nghiệm “Viên sáp không đun vẫn rơi” lúc vừa đốt nóng dây đồng (a) và sau khi đốt dây đồng một thời gian (b) f. Giải thích hiện tượng Do đồng là kim loại dẫn nhiệt tốt. Khi đun nóng, nhiệt từ ngọn lửa sẽ được truyền qua dây đồng đến viên sáp làm viên sáp dần chảy ra và rơi xuống. g. Câu hỏi khai thác thí nghiệm và lời giải Câu hỏi:
  61. 52 1. Các em thường thấy viên sáp chảy ra khi nào? 2. Theo em tại sao viên sáp lại bị rơi xuống dù không đun nóng trực tiếp viên sáp? 3. Qua thí nghiệm trên em có thể rút ra được tính chất vật lí nào của kim loại? Gợi ý lời giải: 1. Viên sáp thường chảy ra khi có tác dụng nhiệt. 2. Dù không đun nóng trực tiếp viên sáp nhưng nhiệt từ ngọn lửa đã truyền sang dây đồng và đến viên sáp làm viên sáp bị rơi xuống. 3. Qua thí nghiệm trên ta có thể rút ra được kim loại dẫn nhiệt tốt. h. Đề xuất các hướng sử dụng thí nghiệm trong dạy học - Trong nghiên cứu bài mới: Sử dụng thí nghiệm theo hướng nghiên cứu khám phá GV giới thiệu: Khi đun nóng trực tiếp viên sáp thì viên sáp sẽ chảy ra; còn nếu cắm viên sáp vào đầu dây đồng và đun nóng đầu còn lại của dây thì viên sáp có chảy ra không? GV cho HS đưa ra các giả thuyết khoa học: cắm viên sáp vào đầu dây đồng và đun nóng đầu còn lại của dây thì viên sáp sẽ chảy ra hay cắm viên sáp vào đầu dây đồng và đun nóng đầu còn lại của dây thì viên sáp không chảy ra. HS sẽ đề xuất cách tiến hành thí nghiệm kiểm chứng các giả thuyết đưa ra bằng thí nghiệm “Viên sáp không đun vẫn rơi”. HS thực hiện thí nghiệm, phân tích hiện tượng và xác nhận giả thuyết đúng. GV kết luận lại vấn đề. - Trong giờ ôn tập, luyện tập: Sử dụng thí nghiệm như bài tập hóa học GV giới thiệu: Khi đốt đèn cầy thì sáp trong đèn cầy ngoài việc tham gia phản ứng cháy còn có thể bị chảy ra do tác dụng trực tiếp từ nhiệt của ngọn lửa. GV đặt vấn đề: Vậy có cách nào không đốt nóng trực tiếp đèn cầy mà sáp vẫn chảy không? GV yêu cầu HS thiết kế được thí nghiệm để làm chảy đèn cầy mà không đốt nóng trực tiếp. HS cần phải vận dụng các kiến thức đã học về tính chất vật lí của kim loại: Dẫn nhiệt tốt để có thể truyền nhiệt từ ngọn lửa đến đèn cầy và làm cho đèn cầy chảy ra.
  62. 53 Sau khi HS đề xuất các thí nghiệm, GV sẽ nhận xét các đề xuất của HS, đề xuất và tiến hành thí nghiệm “Viên sáp không đun vẫn rơi”. GV yêu cầu HS quan sát, nêu hiện tượng và giải thích. 2.3.2. Thí nghiệm 2 “Sắt hay đồng chịu được axit?” a. Mục đích của thí nghiệm, vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm - Nghiên cứu chất hóa học của kim loại: kim loại phản ứng với dung dịch axit. - Củng cố ý nghĩa của dãy điện hóa. - Vị trí áp dụng: Chương 5, bài 18 “Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại”. Chương 5, bài 22 “Luyện tập: Tính chất của kim loại”. b. Dụng cụ và hóa chất cần thiết Dụng cụ Hóa chất Ly thủy tinh Dây dẫn điện lõi đồng Kẹp gắp Dây sắt đã quấn lò xo Giấm c. Cách tiến hành thí nghiệm - Cho một lượng giấm bằng nhau vào hai ly thủy tinh đã chuẩn bị sẵn. - Dùng kẹp gắp cho dây điện bằng đồng đã tách lớp vỏ vào một ly thủy tinh. - Tiếp tục dùng kẹp gắp cho dây sắt đã quấn lò xo vào ly thủy tinh còn lại. d. Những lưu ý về kĩ thuật khi tiến hành thí nghiệm - Ly thủy tinh cần được rửa sạch để hiện tượng được rõ ràng. - Cần phải làm sạch bề mặt dây sắt bằng cách cho vào giấm để hòa tan phần rỉ sét (nếu có). - Phải cho đồng vào trước, sắt vào sau vì đồng không phản ứng với dung dịch giấm, còn sắt thì phản ứng được. - Phản ứng giữa sắt và giấm xảy ra tương đối chậm, hiện tượng cũng không rõ ràng nên cần yêu cầu HS quan sát kĩ cả hai ly thủy tinh. e. Hiện tượng quan sát được
  63. 54 Hình 2.2. Sắt phản ứng được với giấm sinh ra bọt khí nhưng đồng lại không có tính chất đó Ly thủy tinh chứa dây sắt đã quấn lò xo một thời gian sau thấy có hiện tượng sủi bọt khí, còn ly thủy tinh chứa dây đồng một thời gian sau vẫn không thấy hiện tượng gì. f. Giải thích hiện tượng Trong dãy điện hóa, sắt đứng trước hiđro, còn đồng đứng sau hiđro. Vì vậy sắt có thể phản ứng được với dung dịch axit như dung dịch HCl, dung dịch H2SO4, dung dịch giấm tạo muối và giải phóng khí hiđro, còn đồng không phản ứng được với dung dịch axit như dung dịch HCl, dung dịch H2SO4, dung dịch giấm. Fe + 2CH3COOH (CH3COO)2Fe + H2↑. g. Câu hỏi khai thác thí nghiệm và lời giải Câu hỏi: 1. Thành phần của giấm là gì? 2. Hiện tượng gì đã xảy ra? Viết phương trình hóa học đã xảy ra trong phản ứng. 3. Dựa vào dãy điện hóa của kim loại hãy giải thích tại sao sắt phản ứng được với giấm, còn đồng thì không? Gợi ý lời giải: 1. Thành phần của giấm gồm nước, axit axetic. 2. Hiện tượng xảy ra: Sắt phản ứng được với giấm sinh ra bọt khí nhưng đồng lại không phản ứng được.
  64. 55 Phương trình hóa học: Fe + 2CH3COOH (CH3COO)2Fe + H2↑. 3. Trong dãy điện hóa, sắt đứng trước hiđro, còn đồng đứng sau hiđro. Theo quy tắc anpha thì chỉ có Fe phản ứng được với H+ sinh ra khí hiđro, còn đồng thì không. h. Đề xuất các hướng sử dụng thí nghiệm trong dạy học - Trong nghiên cứu bài mới: Sử dụng thí nghiệm theo hướng minh họa kiểm chứng GV yêu cầu HS đọc lại dãy hoạt động hóa học của kim loại (đã học ở lớp 9), sau đó từ dãy hoạt động hóa học của kim loại ở trên hãy xác định xem sắt, đồng có phản ứng với dung dịch giấm không? HS dự đoán hiện tượng xảy ra. Sau đó GV cho HS tiến hành thí nghiệm “Sắt hay đồng chịu được axit?” và yêu cầu HS quan sát hiện tượng. HS rút ra kết luận: Nhiều kim loại, chẳng hạn như sắt, có thể khử được ion H+ trong dung dịch giấm thành hiđro, nhưng có một số kim loại, chẳng hạn như đồng, không thể khử được H+. - Trong giờ kiểm tra, đánh giá: GV tiến hành lại thí nghiệm “Sắt hay đồng chịu được axit?” cho HS xem. GV yêu cầu HS mô tả lại cách tiến hành, hiện tượng của thí nghiệm và giải thích dựa vào kiến thức đã học về dãy điện hóa. 2.3.3. Thí nghiệm 3 “Dây sắt đổi màu” a. Mục đích của thí nghiệm, vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm - Nghiên cứu chất hóa học của sắt: sắt phản ứng với dung dịch muối. - Củng cố ý nghĩa của dãy điện hóa. - Nghiên cứu cách điều chế kim loại bằng phương pháp thủy luyện. - Vị trí áp dụng: Chương 5, bài 18 “Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại”. Chương 5, bài 21 “Điều chế kim loại”. Chương 5, bài 22 “Luyện tập: Tính chất của kim loại”. Chương 7, bài 31 “Sắt”. b. Dụng cụ và hóa chất cần thiết
  65. 56 Dụng cụ Hóa chất Ly thủy tinh Dây sắt đã quấn lò xo Kẹp gắp Phèn xanh Nước c. Cách tiến hành thí nghiệm - Cho nước và phèn xanh vào ly thủy tinh, khuấy cho tan hết phèn xanh. - Dùng kẹp gắp cho dây sắt đã quấn lò xo vào dung dịch phèn xanh vừa pha. d. Những lưu ý về kĩ thuật khi tiến hành thí nghiệm - Ly thủy tinh cần được rửa sạch để hiện tượng được rõ ràng. - Cần phải làm sạch bề mặt dây sắt bằng cách cho vào giấm để hòa tan phần rỉ sét (nếu có). - Dung dịch phèn xanh không nên pha quá đậm để tránh việc không xem được hiện tượng của phản ứng. e. Hiện tượng quan sát được Hình 2.3. Dây đồng đã đổi màu Phần dây sắt chìm trong dung dịch phèn xanh dần đổi thành màu đỏ gạch, còn phần không chìm vào dung dịch phèn xanh thì không có hiện tượng gì. f. Giải thích hiện tượng