Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học về sơ đồ, hình vẽ và đồ thị nhằm phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh trung học phổ thông

Abstract: Nghiên cứu cơ sở lí luận về tính tích cực nhận thức và phát triển tư duy của học sinh (HS) trong qua trình dạy học hóa học. Nghiên cứu về bài tập hóa học trong dạy học, đi sâu các dạng bài tập sơ đồ, hình vẽ và đồ thị. Xây dựng và sử dụng các dạng bài tập sơ đồ, hình vẽ và đồ thị. Thực nghiệm sư phạm để kiểm định tính phù hợp của hệ thống bài tập sơ đồ, hình vẽ và đồ thị.

Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học về sơ đồ, hình vẽ và đồ thị nhằm phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh

Abstract: Nghiên cứu cơ sở lí luận về tính tích cực nhận thức và phát triển tư duy

của học sinh (HS) trong qua trình dạy học hóa học Nghiên cứu về bài tập hóa học trong dạy học, đi sâu các dạng bài tập sơ đồ, hình vẽ và đồ thị Xây dựng và sử dụng các dạng bài tập sơ đồ, hình vẽ và đồ thị Thực nghiệm sư phạm để kiểm

định tính phù hợp của hệ thống bài tập sơ đồ, hình vẽ và đồ thị

Keywords: Phương pháp dạy học; Hóa học; Trung học phổ thông; Bài tập hóa

ĐT đã đưa ra nhiều nghị quyết, chỉ thị nhằm thúc đẩy việc đổi mới phương pháp dạy học ở tất

cả các cấp học, bậc học Đổi mới phương pháp dạy và học, phát huy tư duy sáng tạo và năng lực đào tạo của người học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, ngoại khoá, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay

Một trong những phương pháp dạy học tích cực đó là sử dụng bài tập hoá học trong hoạt động dạy và học ở trường phổ thông Bài tập hoá học đóng vai trò vừa là nội dung

vừa là phương tiện để chuyển tải kiến thức, phát huy tính tích cực môn học 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 tìm tòi, hình thành kiến thức mới Đặc biệt là sử dụng hệ thống bài tập

nhằm phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh trong quá trình dạy học Đã có một số

tác giả nghiên cứu về phát huy tích cực của học sinh thông qua hệ thống bài tập nhưng các tác giả chỉ đề cập đến bài tập nói chung, chưa có tác giả nào đi sâu nghiên cứu về bài tập

sơ đồ, hình vẽ và đồ thị Với mong muốn tìm hiểu, nghiên cứu xây dựng cho mình những

tư liệu dạy học và sử dụng hiệu quả các bài tập hoá học nhằm nâng cao chất lượng dạy học ở

trung học phổ thông, tôi đã lựa chọn đề tài “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học về

sơ đồ, hình vẽ và đồ thị nhằm phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh trung học phổ thông”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu nguyên tắc, quy trình xây dựng và cách sử dụng hệ thống bài tập hóa

về sơ đồ, hình vẽ và đồ thị trong chương trình THPT nhằm phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lí luận thực tiễn của đề tài

Lựa chọn, xây dựng và sử dụng bài tập sơ đồ, hình vẽ và đồ thị

Thực nghiệm sư phạm để kiểm định

4 Khách thể nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu

4.1 Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học môn hóa ở THPT

4.2 Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống bài tập hóa học về sơ đồ, hình vẽ và đồ thị nhằm

phát huy tính tích cực nhận thức cho HS

5 Phạm vi nghiên cứu: Phần vô cơ lớp 12, nâng cao - THPT

6 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng một hệ thống BTHH về sơ đồ, hình vẽ và đồ thị đa dạng, kết hợp với phương pháp dạy học hợp lý thì sẽ phát huy tính tích cực nhận thức của HS đồng thời nâng cao chất lượng dạy học ở THPT

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

7.3 Phương pháp thống kê toán học và xử lý kết quả thực nghiệm

8 Kết quả đóng góp mới của luận văn

Lựa chọn, xây dựng hệ thống bài tập về về sơ đồ, hình vẽ và đồ thị của phần vô cơ hóa

học lớp 12 chương trình nâng cao

Nội dung luận văn có thể là một tư liệu hữu ích cho các đồng nghiệp trong việc giảng dạy môn hóa học ở trường THPT

9 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn

Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học về sơ đồ, hình vẽ và đồ thị nhằm phát huy tính tích cực nhận thức cho HS

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1.1 Hoạt động nhận thức

1.1.1 Khái niệm nhận thức

Nhận thức là một trong ba mặt của đời sống tâm lý con người (nhận thức, tình cảm và lý trí), là tiền đề của hai mặt kia và đồng thời có mối liên hệ chặt chẽ với chúng và các hiện tượng tâm lý khác Hoạt động nhận thức bao gồm nhiều quá trình khác nhau, tuân theo

một quy luật khách quan:“Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu

tượng đến thực tiễn Đó là con đường biện chứng của nhận thức chân lý, của sự nhận thức

hiện thực khách quan” (V.I Lenin)

1.1.1.1 Nhận thức cảm tính: bao gồm cảm giác và tri giác

1.1.1.2 Nhận thức lí tính: bao gồm tư duy và tưởng tượng

1.1.2 Sự phát triển năng lực nhận thức cho học sinh

1.1.2.1 Năng lực nhận thức và biểu hiện của nó

Năng lực nhận thức được biểu hiện ở nhiều mặt khác nhau nhưng năng lực trí tuệ của con người (quan sát, ghi nhớ, tưởng tượng, tư duy) mà đặc trưng nhất là tư duy độc lập và tư duy sáng tạo nhằm ứng phó với các tình huống mới Thông qua những biểu hiện của nhận thức ta nhận thấy năng lực nhận thức liên quan trực tiếp với tư duy

1.1.2.2 Sự phát triển năng lực nhận thức cho học sinh

Việc hình thành và phát triển năng lực nhận thức được biểu hiện một cách thường xuyên, liên tục, thống nhất và có hệ thống – điều này đặc biệt quan trọng với học sinh Quá trình này được thực hiện thông qua việc rèn luyện năng lực quan sát, phát triển trí nhớ và tưởng tượng, trau dồi ngôn ngữ, nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, phương pháp nhận thức và phẩm chất nhân cách

1.1.2.3 Những nguyên tắc sư phạm cần đảm bảo để nâng cao tính tích cực nhận thức Nguyên tắc 1: Biết kế thừa, phát huy PPDH truyền thống, tiếp thu và vận dụng

PPDH mới phù hợp với điều kiện, hoàn cảnh và đối tượng

Nguyên tắc 2: Duy trì nhịp độ khẩn trương của việc nghiên cứu tài liệu, kiến thức đã

lĩnh hội được củng cố khi nghiên cứu kiến thức mới

Nguyên tắc 3: Dạy học cần hình thành năng lực hoạt động trí tuệ, hình thành các

phẩm chất tư duy và hình thành phương pháp hoạt động

Nguyên tắc 4: Trong dạy học phải tích cực quan tâm tới sự lĩnh hội kiến thức của tất

cả các đối tượng HS (khá giỏi, trung bình, yếu, kém)

1.2 Tƣ duy và sự phát triển tƣ duy của HS trong dạy học hóa học

1.2.1 Khái niệm tư duy

Tư duy là hoạt động trí tuệ giúp con người tạo ra hoặc giải quyết một vấn đề, đưa

ra một quyết định hoặc có thêm một sự hiểu biết Đó là tìm kiếm cái mới từ những kiến thức và kinh nghiệm đã có

1.2.2 Những đặc điểm của tư duy

Các đặc điểm của tư duy bao gồm: Tính có vấn đề của tư duy, tính khái quát của tư

duy, tính gián tiếp của tư duy, tư duy có quan hệ mật thiết với ngôn ngữ, tư duy và nhận

thức cảm tính có quan hệ chặt chẽ

Như vậy quá trình tư duy là khâu quan trọng nhất của quá trình nhận thức, nhờ đó giáo viên hướng dẫn tư duy khoa học cho học sinh trong suốt quá trình dạy học hóa học

1.2.3 Những phẩm chất của tư duy

Những phẩm chất của tư duy là: Tính định hướng, tính linh hoạt, tính mềm dẻo, tính

độc lập và tính khái quát

1.2.4 Những thao tác tư duy và phương pháp hình thành phán đoán mới

1.2.4.1 Khái niệm: Là một tư tưởng phản ánh những dấu hiệu bản chất khác biệt (riêng

biệt) của sự vật hiện tượng

1.2.4.2 Phán đoán:Phán đoán là sự tìm hiểu tri thức về mối quan hệ giữa các khái niệm,

sự phối hợp giữa các khái niệm, thực hiện theo một qui tắc, qui luật bên trong.Nếu khái niệm được biểu diễn bằng một từ hay bằng một cụm từ riêng biệt thì phán đoán bao giờ cũng được biểu diễn dưới dạng một câu ngữ pháp.Trong thao tác tư duy người ta luôn luôn phải chứng minh để khẳng định hoặc phủ định, phải bác bỏ các luận điểm khác nhau

để tiếp cận chân lí Tuân thủ các nguyên tắc logic trong phán đoán sẽ tạo được hiệu quả cao

1.2.4.3 Hình thành phán đoán mới:

Có ba phương pháp hình thành những phán đoán mới: quy nạp, diễn dịch và loại suy

Chúng có quan hệ chặt chẽ với những thao tác tư duy: so sánh, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa

1.2.5 Hình thành và phát triển tư duy hóa học cho học sinh

1.2.5.1 Tư duy hóa học

Tư duy hóa học là quá trình tâm lí phản ánh các thuộc tính bản chất, những mối quan

hệ và liên hệ mang tính quy luật của các chất và các hiện tượng hóa học xảy ra trong tự nhiên, phản ánh thông qua các khái niệm hóa học, các quá trình hóa học và các định luật hóa học Tư duy hóa học giúp con người vận dụng các quy luật hóa học để cải tạo thế giới phục vụ cuộc sống con người

1.2.5.2 Hình thành và phát triển tư duy hóa học cho học sinh

Qua quá trình dạy học hóa học, học sinh có thể thường xuyên vận dụng: Tư duy độc lập, tư duy logic, tư duy trừu tượng, tư duy biện chứng, tư duy phê phán, tư duy sáng tạo

1.2.5.3 Rèn luyện các thao tác tư duy trong dạy học hóa học

Sự phát triển tư duy nói chung được đặc trưng bởi việc sử dụng thành thạo và vững chắc các thao tác tư duy trong quá trình nhận thức Trong quá trình học tập hóa học, học

sinh cần rèn luyện các thao tác tư duy sau: Phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa 1.2.5.4 Đánh giá mức độ nhận thức và tư duy cho học sinh

Dựa theo quan điểm Benjamin Bloom và theo quan điểm của cố

Giáo sư Nguyễn Ngọc Quang

1.3 Phương pháp đổi mới phương pháp dạy học

1.3.1 Định hướng đổi mới phương pháp dạy học

Định hướng đổi mới PPDH đã được xác định trong nghị quyết Trung ương 4 khóa VII Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII, được thể chế hóa trong Luật giáo dục (2005), được cụ thể hóa trong các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo đặc biệt chỉ thị số 14 (4-

1999)

1.3.2 Phương hướng đổi mới phương pháp dạy học

1.3.2.1 Dạy học lấy học sinh làm trung tâm: Đặt vị trí của người học vừa là chủ thể, vừa

là mục đích cuối cùng của quá trình dạy học, phát huy tối đa những tiềm năng của từng người học Do vậy vai trò tích cực, chủ động, độc lập sáng tạo của người học được phát huy Người giáo viên đóng vai trò là người tổ chức, hướng dẫn động viên các hoạt động độc lập của học sinh, đánh thức các tiềm năng của mỗi học sinh giúp họ chuẩn bị tham gia vào cuộc sống

1.3.2.2 Hoạt động hóa người học

Định hướng hoạt động hoá người học đã chú trọng đến việc giải quyết vấn đề dạy học thông qua hoạt động tự giác tích cực và sáng tạo của người học

1.3.3 Phương pháp dạy học tích cực

1.3.3.1 Đặc trưng của các phương pháp dạy học tích cực

- Dạy và học thông qua tổ chức các hoạt động học tập của học sinh

- Dạy và học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học

- Tăng cường học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác

- Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò

1.3.4 Công nghệ thông tin với việc đổi mới phương pháp dạy học

1.3.4.1 Vai trò của CNTT trong dạy học hóa học

1.3.4.2 Phương tiện kĩ thuật nhằm đổi mới phương pháp dạy học

Một số phần mền có thể khai thác sử dụng trong dạy học hóa học

1.4 Bài tập hóa học

1.4.1 Khái niệm về bài tập hóa học

Các nhà lý luận dạy học Liên Xô (trước đây) cho rằng “bài tập” bao gồm cả câu hỏi và bài toán, mà khi hoàn thành chúng, học sinh nắm được hay hoàn thiện một tri thức hoặc một kỹ năng nào đó, bằng cách trả lời miệng, trả lời viết hoặc có kèm theo thực nghiệm Ở nước ta sách giáo khoa và sách tham khảo thuật ngữ “bài tập” được dùng theo quan niệm này

1.4.2 Ý nghĩa tác dụng của bài tập hóa học trong dạy học

- BTHH giúp HS hiểu bài một cách sâu sắc hơn, qua đó giúp học sinh hoàn thiện kiến

- BTHH là khuôn mẫu để đánh giá trình độ nhận thức của GV và HS

1.4.3 Bài tập hóa học có sử dụng sơ đồ, hình vẽ và đồ thị

1.4.3.1 Vai trò và ý nghĩa của BTHH sử dụng sơ đồ, hình vẽ và đồ thị

Bài tập có sử dụng sơ đồ, hình vẽ và đồ thị giúp HS hứng thú, kích thích khả năng nhận thức và tư duy của HS

Bài tập có sử dụng sơ đồ, hình vẽ và đồ thị giúp HS có niềm tin vào khoa học, là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn

Qua thực tế giảng dạy tôi nhận thấy kiến thức về bài tập có sử dụng sơ đồ, hình vẽ và

đồ thị chiếm tỉ lệ không nhỏ trong chương trình, được thể hiện dưới nhiều góc độ khác nhau Do vậy muốn nắm vững chương trình hóa học phổ thông, muốn truyền đạt kiến thức cho học sinh một cách chính xác khoa học gắn liền với thực tiễn thì việc nâng cao kiến thức và hiểu sâu sắc kiến thức về phần bài tập có sử dụng sơ đồ, hình vẽ và đồ thị là điều rất cần thiết, có ý nghĩa vô cùng to lớn

1.4.3.2 Ưu, nhược điểm

Việc sử dụng bài tập về sơ đồ, hình vẽ và đồ thị trong dạy học hóa học có tầm quan

trọng đặc biệt để nâng cao chất lượng môn học

+ Giúp học sinh nhớ và nắm vững kiến thức, phát triển năng lực nhận thức và tư duy, hình thành kỹ năng, kỹ xảo, ứng dụng hóa học vào thực tiễn Từ đó làm giảm nhẹ sự nặng

lề và căng thẳng của khối lượng kiến thức, gây hứng thú, say mê và tạo động cơ học tập cho học sinh

+ Học sinh không cần sử dụng nhiều thao tác tư duy thuần túy: như viết ptpư, mối quan

hệ giữa các chất về số mol mà vẫn cho ra được kết quả

1.4.4 Xu hướng phát triển của bài tập hóa học

BTHH phải đa dạng, có nội dung hóa học thiết thực, ngắn ngọn, súc tích trên cơ sở của định hướng xây dựng chương trình THPT

1.5 Thực trạng sử dụng bài tập về sơ đồ, hình vẽ và đồ thị ở THPT

1.5.1 Tỉ lệ bài tập hóa học có hình vẽ, sơ đồ và đồ thị

Trong những năm gần đây thì tỉ lệ bài tập có sử dụng sơ đồ, hình vẽ và đồ thị trong các đề thi đại học - cao đẳng chiếm khoảng 5% đến 10% Mặc dù không nhiều nhưng với hình thức thi trắc nghiệm, việc tìm ra các phương pháp giúp học sinh hiểu bài, giải nhanh, chính xác luôn là vấn đề được đặt lên vai mỗi người GV

1.5.2 Thái độ của giáo viên và học sinh đối với dạng bài tập về sơ đồ, hình vẽ và đồ thị

- Với GV: Bài tập có sử dụng sơ đồ, hình vẽ thì tương đối phân tích giảng giải, dạng bài tập này đã được quan tâm đến nhiều, không quá phức tạp Còn bài tập có sử

dụng đồ thị cảm thấy khó khăn hơn vì không những phải vận dụng kiến thức môn hóa, mà phải kết hợp tốt cả môn toán Vì thế với dạng bài này thường GV cũng chưa chú tâm và đầu tư thời gian nhiều

- Với HS: Bài tập có sử dụng sơ đồ, hình vẽ được tiếp xúc xuyên suất qua các năm học từ lớp 8 đến lớp 12 lên HS dễ tiếp thu, vận dụng tốt Còn bài tập có sử dụng đồ thị khi mới làm quen các em cảm thấy khó hiểu, đòi hỏi học sinh ngoài kiến thức môn hóa cần có kiến thức toán học tốt, nhưng khi đã hiểu bài thì HS sẽ nhớ lâu, vận dụng linh hoạt

và nhanh hơn phương pháp thông thường

Vai trò quan trọng của BTHH trong việc phát huy tính tích cực nhận thức của HS Qua

đó giúp các em rèn luyện được kỹ năng phân tích, tổng hợp, so sánh, Từ đó hình thành con người phát triển toàn diện, góp phần hoàn thành các nhiệm vụ quan trọng của quá trình dạy học

Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC VỀ SƠ

ĐỒ, HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

2.1 Mục tiêu và nội dung kiến thức về hóa vô cơ lớp 12( nâng cao)

2.1.1 Mục tiêu

2.1.1.1 Kiến thức

Bậc 1: Nêu được các kiến thức đại cương về kim loại như vị trí, cấu tạo, tính chất, ứng

dụng của các hợp chất của chúng Nguyên tắc phân biệt một số chất vô cơ và chuẩn độ dung dịch

Bậc 2: Giải thích được những tính chất vật lý, tính chất hoá học, ứng dụng và điều chế

chung cho từng kim loại Dẫn ra được các phản ứng hoá học để minh hoạ Hiểu được từng tận bản chất của dãy điện hoá, hiện tượng ăn mòn kim loại và các phương pháp điều chế kim loại

Vận dụng các kiến thức tổng hợp về kim loại để giải các bài tập lý thuyết, thực nghiệm

và các bài toán về kim loại và các hợp chất Cách sử dụng các loại thuốc thử thích hợp để nhận biết

- Tiếp tục hình thành và phát triển ở học sinh những thái độ tình cảm:

+ Lòng hăng say, ham thích học tập môn hoá học

+ Ý thức tuyên truyền và vận dụng những tiến bộ của khoa học nói chung và hoá học nói riêng vào cuộc sống Có ý thức vận dụng các biện pháp bảo vệ kim loại trong đời sống

và trong lao động của cá nhân và cộng đồng xã hội

+ Tác phong cẩn thận, ý thức trung thực, thái độ kiên trì nhẫn nại, chính xác trong học tập hoá học

2.1.2 Nội dung chương trình phần vô cơ lớp 12 nâng cao THPT

2.1.2.1 Đại cương về kim loại

2.1.2.2 Kim loại Kiềm - Kim loại kiềm thổ- Nhôm

2.1.2.3 Crom- Sắt - Đồng

2.1.2.4 Phân biệt một số chất vô cơ, chuẩn độ dung dịch

Từ mục tiêu và nội dung kiến thức chúng tôi xây dựng các dạng bài tập về sử dụng sơ

đồ, bài tập sử dụng hình vẽ, bài tập có sử dụng đồ thị

2.2 Cơ sở và nguyên tắc lựa chọn bài tập hóa học về sơ đồ, hình vẽ và đồ thị

2.2.1 Cơ sở lựa chọn

2.2.1.1 Dựa vào mục tiêu của chương trình

2.2.1.2 Dựa vào tính tích cực nhận thức của HS

2.2.2 Nguyên tắc lựa chọn bài tập

Nguyên tắc 1: Phải dựa vào mục đích, yêu cầu về kiến thức

Nguyên tắc 2: Phải lựa chọn các BT từ đơn giản đến phức tạp, từ dễ đến khó, chú ý đến

các BT có tính chất thực tiễn, thí nghiệm, hình vẽ

Nguyên tắc 3: Hệ thống bài tập được lựa chọn phải phù hợp với khả năng, trình độ nhận

thức của HS

Nguyên tắc 4: Hệ thống bài tập được lựa chọn phải phát huy được tính tích cực nhận thức

và khả năng tư duy của HS

2.2.2.1 Bài tập sơ đồ biến đổi chất : Gồm 65 bài cả phần tự luận và TN

Ví dụ 1: Hoàn thành các sơ đồ phản ứng sau

Na →Na2O → NaOH → Na2CO3→ NaHCO3 →NaCl

Dãy chuyển hóa trên liên quan đến tính chất của kim loại kiềm và hợp chất Vì vậy ví

dụ này chỉ yêu cầu HS nhớ, nắm vững được kiến thức phần kim loại kiềm thì làm rất tốt dạng này

A.Fe3O4; B.FeCl2; C.FeCl3; D.Fe(OH)2; E.Fe(OH)3; G.H2O; F.Fe2O3

Ví dụ 3: Có các phản ứng

Cu + ZnSO4  (3) Al(NO3)3 + Na2SO4  (4) CuSO4 + H2S  (5) FeS + HCl  (6)

Những phản ứng không xảy ra là:

A (1) (3) (4) (5) B (1) (3) (5) (6)

C (1) (3) (4) D (2) (3) (4) (5) (6)

HS biết được: pứ 1 và 4 không xảy ra được( không có dấu hiệu)

Pứ 3 không xảy ra vì Cu sau Zn

Ví dụ 4: Cho sơ đồ sau

2p2 Công thức của M, X và Y lần lượt là