Bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh thông qua hệ thống bài tập phần hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao

Bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh thông qua hệ thống bài tập phần hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao Nguyễn Thị Hoài Thanh Trường Đại học Giáo dục Luận văn ThS ngành: Lý luận và PP giả

Bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh thông qua hệ thống bài tập phần hóa học hữu cơ lớp

11 nâng cao Nguyễn Thị Hoài Thanh

Trường Đại học Giáo dục Luận văn ThS ngành: Lý luận và PP giảng dạy; Mã số: 60 14 10

Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Xuân Trường

Năm bảo vệ: 2012

Abstract: Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về tự học và bài tập hóa học Sưu tầm và

xây dựng hệ thống bài tập (HTBT) bồi dưỡng năng lực tự học phần hoá học hữu cơ thuộc Hóa học 11 nâng cao Hướng dẫn học sinh (HS) sử dụng HTBT đã xây dựng một cách hợp lí, hiệu quả Thực nghiệm (TN) sư phạm để đánh giá hiệu quả của HTBT đã xây dựng và các biện pháp đã đề xuất, từ đó rút ra kết luận về khả năng áp dụng đối với HTBT đã đề xuất Tìm hiểu thực trạng việc sử dụng hệ thống bài tập hóa học (BTHH) bồi

dưỡng năng lực tự học cho HS trong quá trình dạy học

Keywords: Hóa học; Phương pháp dạy học; Hóa hữu cơ; Lớp 11

Một trong những phương pháp bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh môn Hóa học ở trường Trung học phổ thông là sử dụng hệ thống bài tập Bài tập hoá học đóng vai trò vừa là nội dung vừa là phương tiện để chuyển tải kiến thức, phát triển tư duy và kỹ năng thực hành bộ môn một cách hiệu quả nhất Bài tập hoá học không chỉ củng cố nâng cao kiến thức, vận dụng kiến thức mà còn là phương tiện để tìm tòi, hình thành kiến thức mới

Mặt khác, do thời gian dạy học môn Hoá học trên lớp còn hạn hẹp, thời gian ôn tập, hệ thống hoá kiến thức Hóa học 11 nâng cao và giải bài tập chưa được nhiều, không phải học sinh

nào cũng đủ thời gian để thấu hiểu, ghi nhớ và vận dụng những kiến thức mà giáo viên truyền thụ ở trên lớp Vì vậy, việc tự học ở nhà của học sinh là rất quan trọng và cần thiết

Với những lí do nêu trên, tôi quyết định chọn đề tài : “Bồi dưỡng năng lực tự học cho

học sinh thông qua hệ thống bài tập phần hóa học hữu cơ lớp 11 nâng cao ”

2 Mục đích nghiên cứu

Bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh thông qua hệ thống bài tập phần hóa học hữu cơ thuộc Hóa học 11 nâng cao trường Trung học phổ thông

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

3.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

3.2 Sưu tầm và xây dựng hệ thống bài tập (HTBT) bồi dưỡng năng lực tự học phần hoá học hữu cơ thuộc Hóa học 11 nâng cao

3.3 Hướng dẫn học sinh (HS) sử dụng HTBT đã xây dựng một cách hợp lí, hiệu quả

3.4 Thực nghiệm (TN) sư phạm để đánh giá hiệu quả của HTBT đã xây dựng và các biện pháp đã đề xuất, từ đó rút ra kết luận về khả năng áp dụng đối với HTBT đã đề xuất

3.5 Tìm hiểu thực trạng việc sử dụng hệ thống bài tập hóa học (BTHH) bồi dưỡng năng lực

tự học cho HS trong quá trình dạy học

4 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu : Việc xây dựng HTBT bồi dưỡng năng lực tự học cho HS phần hóa học hữu cơ thuộc Hóa học 11 nâng cao

- Khách thể nghiên cứu : Quá trình dạy học hóa học ở trường Trung học phổ thông (THPT)

5 Phương pháp nghiên cứu

5.1 Các phương pháp nghiên cứu lý luận :

- Nghiên cứu lý luận về việc HS tự học

- Nghiên cứu về tác dụng và cách sử dụng bài tập trong dạy học hoá học

5.2 Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Điều tra bằng các phiếu câu hỏi

Nội dung kiến thức được giới hạn trong 6 chương : “Đại cương về hoá học hữu cơ”,

“Hiđrocacbon no”, “ Hiđrocacbon không no”, “Hiđrocacbon thơm - nguồn hiđrocacbon thiên nhiên”, “Dẫn xuất halogen – Ancol - Phenol” và “Anđehit –Xeton - Axit cacboxylic ” thuộc Hóa học 11 (chương trình nâng cao) ở trường THPT

7 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng và sử dụng hợp lí, có hiệu quả HTBT bồi dưỡng năng lực tự học cho học

sinh phần hóa học hữu cơ thuộc Hóa học 11 nâng cao thì sẽ nâng cao được chất lượng dạy học hóa học hiện nay ở trường Trung học phổ thông (THPT)

9 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn được trình bày trong ba chương :

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về tự học và bài tập hoá học

Chương 2: Hệ thống bài tập hóa học hữu cơ bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh

Chương 3:Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỰ HỌC VÀ BÀI TẬP HÓA HỌC

Trong chương này, chúng tôi trình bày các vấn đề :

1.2.2 Các hình thức của tự học

1.2.3 Chu trình tự học của học sinh

Chu trình tự học của HS là một chu trình 3 thời :

- Tự nghiên cứu

- Tự thể hiện

- Tự kiểm tra, tự điều chỉnh

1.2.4 Vai trò của tự học

Tự học là một giải pháp khoa học giúp giải quyết mâu thuẫn giữa khối lượng kiến thức

đồ sộ với quỹ thời gian ít ỏi ở nhà trường Nó giúp khắc phục nghịch lý : học vấn thì vô hạn mà tuổi học đường thì có hạn

Tự học giúp tạo ra tri thức bền vững cho mỗi người bởi lẽ nó là kết quả của sự hứng thú, sự tìm tòi, nghiên cứu và lựa chọn Có phương pháp tự học tốt sẽ đem lại kết quả học tập cao hơn Khi HS biết cách tự học, HS sẽ “có ý thức và xây dựng thời gian tự học, tự nghiên cứu giáo trình, tài liệu, gắn lý thuyết với thực hành, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, biến quá trình đào tạo thành quá trình tự đào tạo”

1.3 Bài tập hóa học

1.3.1 Khái niệm bài tập hóa học

Theo từ điển tiếng việt, bài tập là yêu cầu của chương trình cho HS làm để vận dụng những điều đã học và cần giải quyết vấn đề bằng phương pháp khoa học Một số tài liệu lý luận dạy học “thường dùng bài toán hoá học” để chỉ những bài tập định lượng - đó là những bài tập có tính toán - khi HS cần thực hiện những phép tính nhất định

Theo các nhà lý luận dạy học Liên Xô (cũ), bài tập bao gồm cả câu hỏi và bài toán, mà trong khi hoàn thành chúng, HS vừa nắm được, vừa hoàn thiện một tri thức hay một kỹ năng nào

đó, bằng cách trả lời miệng, trả lời viết hoặc kèm theo thực nghiệm

1.3.2 Tác dụng của bài tập hóa học

1.3.3 Phân loại bài tập hóa học

Theo quan niệm thông thường, bài tập gồm cả câu hỏi và bài toán Bài tập hóa học được chia làm 2 loại là bài tập trắc nghiệm tự luận (thường quen gọi là bài tập tự luận) và bài tập trắc nghiệm khách quan (thường quen gọi là bài tập trắc nghiệm)

1.3.4 Hoạt động của học sinh trong quá trình tìm kiếm lời giải cho bài tập hóa học

1.3.4.1 Các giai đoạn của quá trình giải bài tập hóa học

Bao gồm 4 giai đoạn cơ bản như sau :

a) Nghiên cứu đầu bài

b) Xây dựng tiến trình luận giải

c) Thực hiện tiến trình giải

d) Đánh giá việc giải

1.3.4.2 Mối quan hệ giữa nắm vững kiến thức và giải bài tập hóa học

1.4 Thực trạng về việc sử dụng hệ thống bài tập và việc tự học của học sinh ở trường

Trung học phổ thông

- Chúng tôi đã tiến hành điều tra bằng phiếu tham khảo ý kiến 68 giáo viên (GV) hóa học

ở các trường THPT ở Tp.Hà Nội Số phiếu thu hồi được là 66 phiếu

- Chúng tôi cũng đã gửi phiếu điều tra đến 600 HS (13 lớp) ở các trường THPT khác nhau ở Tp Hà Nội Số phiếu thu hồi được là 597 phiếu

1.4.3 Kết quả điều tra

1.4.3.1 Phiếu điều tra cho học sinh

Gồm 17 câu hỏi xoay quanh 6 vấn đề:

a) Tìm hiểu thái độ, tình cảm, nhận thức của HS về BTHH

Câu 1: Thái độ của HS đối với các giờ BTHH

b) Việc chuẩn bị cho tiết bài tập và giải bài tập của HS

Câu 2: Thời gian HS dành để làm BTHH trước khi đến lớp

Câu 5: Số lượng bài tập HS làm được

Số ý kiến 63 252 201 81

% 1 , 50 597

) 5 , 87 81 ( ) 5 , 62 201 ( ) 5 , 37 252 ( ) 63 5 , 12 (

Câu 8 : Những khó khăn mà HS gặp phải khi giải BTHH

Câu 9 : Yếu tố giúp HS giải tốt bài tập

Số ý kiến Tỉ lệ %

d) Tìm hiểu nhận thức của HS về tự học và vai trò của tự học

Câu 11 : Sự đầu tư để học tốt môn hóa học

Số ý kiến Tỉ lệ %

Xếp hạng

Học thêm (ở nhà GV hoặc trung tâm) 387 64,8 1 Dành nhiều thời gian tự học có sự hướng dẫn của

e) Tìm hiểu về vấn đề sử dụng thời gian và cách thức tự học

Câu 14 : HS sử dụng thời gian tự học

Câu 15 : Cách thức tự học của HS

f) Tìm hiểu những khó khăn mà các em gặp phải khi tự học và các yếu tố tác động đến hiệu quả của việc tự học

Câu 16: Những khó khăn mà HS gặp phải trong quá trình tự học

Thiếu sự hướng dẫn cụ thể cho việc học tập 375 62,8 1

Câu 17 : Những tác động đến hiệu quả của việc tự học

1.4.3.2 Phiếu điều tra cho giáo viên

Chúng tôi nêu lên 12 câu hỏi, xoay quanh 4 nội dung :

Câu 5 : Nguồn gốc của HTBT mà thầy cô đã sử dụng thêm

- GV giải bài mẫu, HS về nhà làm bài tập tương tự 30

- GV giải bài mẫu, HS về nhà làm bài tập tương tự

c) Tình hình dạy BTHH ở trường THPT: mức độ thành công, những khó khăn gặp phải khi dạy BTHH

Câu 8 : Số lượng bài tập trung bình mà thầy cô hướng dẫn giải trong 1 tiết học

6 , 3 66

) 5 18 ( ) 4 16 ( ) 3 24 ( ) 2 8



A

Số bài tập được thực hiện trong một tiết học trung bình là 3,6 bài

Câu 9 : Số HS làm được bài tập (ở lớp)

% 4 , 53 66

) 5 , 87 6 ( ) 5 , 62 30 ( ) 5 , 37 30 ( ) 0 5 , 12



A

Câu 10 : Những khó khăn mà thầy cô gặp phải trong khi dạy BTHH

- Không đủ thời gian 0 6 8 18 34

- Có đáp số cho các bài tập tương tự

- Có bài tập tổng hợp để HS hệ thống và củng cố kiến

Từ kết quả điều tra trên là cơ sở cho phép chúng tôi nêu lên một số vấn đề cần được hiểu

và làm theo quan điểm tiếp cận hệ thống, góp phần thúc đẩy việc tự học, tự nghiên cứu của học sinh lên một mức cao hơn

CHƯƠNG 2

HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC HỮU CƠ BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO

HỌC SINH 2.1 Những nguyên tắc khi xây dựng hệ thống bài tập

Nguyên tắc 1: Đảm bảo tính chính xác, khoa học

Nguyên tắc 2: Lựa chọn các bài tập tiêu biểu điển hình Biên soạn hệ thống bài tập đa cấp

để tiện sử dụng

Nguyên tắc 3: Bài tập trong một chương, một học kì, một năm phải kế thừa nhau, bổ sung

lẫn nhau

Nguyên tắc 4: Đảm bảo tính phân hóa, tính vừa sức với cả 3 loại trình độ học sinh

Nguyên tắc 5: Đảm bảo sự cân đối về thời gian học lý thuyết và làm bài tập Không tham

lam bắt học sinh làm bài tập quá nhiều ảnh hưởng đến các môn học khác

2.2 Quy trình xây dựng hệ thống bài tập

-Triệt để sử dụng các bài tập có sẵn trong sách giáo khoa, sách bài tập hoặc các tài liệu tham khảo khác

- Biết cách xây dựng một số bài tập mới phù hợp với đối tượng học sinh và quan trọng hơn cả là bài tập mới phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh lớp mình giảng dạy

Để biên soạn một bài tập mới cần tiến hành các bước sau đây :

Bước 1: Chọn nội dung kiến thức để ra bài tập

Bước 2: Xét tính chất và mối quan hệ qua lại giữa các chất (phù hợp với nội dung kiến thức đã chọn) và tạo ra các biến đổi hóa học Trên cơ sở các biến đổi hóa học, xây dựng các giả thiết (tạo ra các số liệu) và kết luận của bài toán (hướng đến cái phải tìm)

Bước 3: Viết đề bài tập (cần diễn đạt mạch lạc, dễ hiểu, ngắn gọn và súc tích)

Bước 4: Giải bài tập vừa xây dựng bằng nhiều cách, phân tích ý nghĩa hóa học, tác dụng của mỗi cách giải và xem mỗi cách giải đó ứng với trình độ tư duy của đối tượng học sinh nào

Bước 5: Loại bỏ các dữ kiện thừa; các câu, chữ gây hiểu nhầm đồng thời sửa chữa các lỗi ngữ pháp, chính tả để hoàn thiện bài tập

2.3 Các dạng bài tập điển hình và hướng dẫn giải phần hóa học hữu cơ thuộc hóa học 11 nâng cao

Để tiện lợi cho việc tự học của học sinh chúng tôi đã phân các dạng bài tập điển hình

phần hóa học hữu cơ 11 nâng cao theo từng chương Chúng tôi trình bày phương pháp giải, xây

dựng bài tập mẫu và hướng dẫn giải cụ thể một số bài tập cho từng dạng

* Với mục đích rèn luyện năng lực tư duy độc lập, chúng tôi đã đưa ra một số bài tập

mẫu Chúng tôi xin trích ra bài tập sau :

Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O Biết A có tỉ khối so với heli là 15

Phân tích: Để giải được bài tập này, HS phải tính được M A , lập được công thức tổng quát, xác định điều kiện của ẩn Tiếp đó là mấu chốt quan trọng tìm ra công thức phân tử của A là điều kiện về số nguyên tử H trong phân tử

Giải: MA = 15.4 = 60 g/mol

Đặt công thức tổng quát của A là: CxHyOz; x, y, z: nguyên dương; y (chẵn) ≤ 2x + 2 -> 12x + y + 16z = 60 (1 ≤ z ≤ 2)

z = 1 => 12x + y = 44 (1 ≤ x ≤ 3)

6 y 3 x 3 14

42 x 2 x 2 x 12 44

26 x 2 x 2 x 12 28

y           



 CTPT của A là: C2H4O2

* Với mục đích rèn luyện năng lực phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề,chúng tôi đã đưa

ra một số bài tập mẫu Chúng tôi xin trích ra 2 bài tập sau :

+ Một hỗn hợp khí X gồm H 2 và C 2 H 4 có tỉ khối so với He là 3,75 Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là 5 Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là bao nhiêu ?

Phân tích : Để giải được bài tập này học sinh phải phát hiện : Khối lượng X = khối lượng

Y Số mol X giảm = số mol H2 phản ứng

Giải : Giả sử có 1 mol hỗn hợp X gồm H2 và C2H4

n ban đầu = (1 – x) mol

% 100 5 ,

=> mbình tăng = mCO mH O 0 , 125 44 0 , 1 18 2 , 3 gam

2

-> Đáp án D

* Với mục đích rèn luyện năng lực tư duy sáng tạo, chúng tôi đã đưa ra một số bài tập

mẫu Điển hình như bài :

Công thức đơn giản nhất của một anđehit no, mạch hở B là C2H3O Tìm CTPT của B

Phân tích : Với bài tập kiểu này, HS sẽ biết cách giải bài tập bằng nhiều phương pháp, tìm

ra hướng giải ngắn nhất

Giải : Cách 1 : Anđehit no, mạch hở hay CmH2m + 2 – z (CHO)z  Cm+zH2m+2Oz

Công thức anđehit trên có thể viết C2nH3nOn

n m

n z

m

3 2 2

n z m

Vậy CTPT của B là C4H6O2 Cách 2 : Công thức B có thể viết C2nH3nOn hay CnH2n(CHO)n

Số liên kết  trong phân tử = số nhóm –CHO = n

 n   n  n

2

3 2 ) 2

2.4 Hệ thống bài tập bồi dƣỡng học sinh tự học

Chúng tôi đã xây dựng được hệ thống bài tập gồm 200 bài tập, trong đó có : 103 bài tự luận và 97 bài trắc nghiệm Hệ thống bài tập được phân chia trong 6 chương phần hóa học hữu

cơ thuộc Hóa học 11 nâng cao, có tham khảo nhiều tài liệu khác về bài tập hóa học 11

Chương “ Đại cương về hóa học hữu cơ” : 20 bài tự luận và 19 bài trắc nghiệm

Chương “Hiđrocacbon no”:21 bài tự luận và 17 bài trắc nghiệm

Chương “Hiđrocacbon không no”: 20 bài tự luận và 19 bài trắc nghiệm

Chương “Hiđrocacbon thơm – nguồn hiđrocacbon thiên nhiên”: 13 bài tự luận và 12 bài trắc nghiệm

Chương “ Dẫn xuất halogen - ancol - phenol”: 16 bài tự luận và 19 bài trắc nghiệm Chương “Anđehit - xeton – axit cacboxylic” : 13 bài tự luận và 11 bài trắc nghiệm

Trong khuôn khổ bản tóm tắt, xin được trích ra một số bài tập sau: * Bài tập tự luận :

9 Đốt cháy hoàn toàn 0,12 mol chất hữu cơ X mạch hở cần dùng 10,08 lít khí O2 (đktc) Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy (gồm CO2, H2O và N2) qua bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư, thấy khối lượng bình tăng 23,4 gam và có 70,92 gam kết tủa Khí thoát ra khỏi bình có thể tích 1,344 lít (đktc) Xác định công thức phân tử của X

10 Đốt cháy hoàn toàn 0,4524 gam hợp chất A sinh ra 0,3318 gam CO2 và 0,2714 gam H2O Đun nóng 0,3682 gam chất A với vôi tôi xút để chuyển tất cả nitơ trong A thành amoniac, rồi dẫn khí NH3 vào 20 ml dung dịch H2SO4 0,5 M Để trung hoà axit còn dư sau khi tác dụng với

NH3 cần dùng 7,7 ml dung dịch NaOH 1M Biết MA= 60 Tìm công thức phân tử của A

41 Nhiệt phân C3H8, giả sử xảy ra 2 phản ứng:

C3H8 CH4 + C2H4

C3H8 C3H6 + H2

ta thu được hỗn hợp Y Biết có 70% C3H8 bị nhiệt phân.Tính giá trị của M Y

60 Khi crackinh 40 lít C4H10 ta thu được 56 lít hỗn hợp khí X gồm C4H8, H2, C2H4, C2H6, C3H6,

CH4 và C4H10 dư Hiệu suất phản ứng crackinh là (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện)

97 Hỗn hợp X gồm C2H2, C2H6, C3H6 Đốt cháy hoàn toàn 24,8 gam hỗn hợp X thu được 28,8 g

H2O Mặt khác, 0,5 mol hh này tác dụng vừa đủ với 500 g dd Br2 20% Tính % thể tích của mỗi

A C2H4 B C2H6 C C2H2 D C3H8

194 Cho hợp chất hữu cơ X (phân tử chỉ chứa C, H, O và một loại nhóm chức) Biết khi cho 5,8

g X tác dụng với dd AgNO3 dư trong NH3 tạo ra 43,2 g Ag Mặt khác 0,1 mol X sau khi được hidro hóa hoàn toàn phản ứng vừa đủ với 4,6 g Na CTCT của X là

A HCOOH B CH3CHO

2.5 Sử dụng hệ thống bài tập bồi dƣỡng năng lực tự học phần hóa học hữu cơ 11 nâng cao

Khi sử dụng HTBT, các em cần lưu ý :

 Đọc kỹ phần phương pháp, nắm vững kiến thức có liên quan và phương pháp giải, hiểu

rõ các bài tập mẫu và sau đó mới tiến hành giải các bài tập tương tự Các em có thể dò đáp số để kiểm tra mình làm đúng hay sai Dạng bài tập nào bản thân chưa vững thì dành nhiều thời gian hơn cho dạng bài tập đó