Nâng cao chất lượng sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản– trung học phổ thông

Nghiên cứu sử dụng hệ thống thí nghiệm trong dạy học hóa học trong phần vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản: đổi mới phương pháp dạy hóa học ở Việt Nam; chất lượng dạy học; thí nghiệm hóa h

Nâng cao chất lượng sử dụng thí nghiệm trong

dạy học hóa học phần vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản– trung học phổ thông

Improving quality of using chemical experiment in teaching inorganie chemistry grade 11- elementary programme at high school

NXB H : ĐHGD, 2012 Số trang 120 tr +

Ngô Quốc Triệu

Trường Đại học Quốc gia Hà Nội; Trường Đại học Giáo dục Luận văn ThS ngành: Lý luận và phương pháp dạy học (bộ môn Hóa học);

Mã số: 60 14 10 Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Kim Thành

Năm bảo vệ: 2012

Abstract Trình bày cơ sở lý luận và thực tiễn của vấn đề nâng cao chất lượng sử dụng thí

nghiệm trong dạy học Nghiên cứu sử dụng hệ thống thí nghiệm trong dạy học hóa học trong phần vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản: đổi mới phương pháp dạy hóa học ở Việt Nam; chất lượng dạy học; thí nghiệm hóa học trong dạy hóa học ở trường trung học phổ thông Thực nghiệm sư phạm

Keywords: Giáo dục học; Phương pháp giảng dạy; Hóa học; Lớp 11; Thí nghiệm

Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm và lí thuyết, yếu tố đặc trưng này chính là kim chỉ nam cho công tác nghiên cứu, giảng dạy và học tập môn hóa học Do đó, phương pháp nhận thức đúng đắn về hóa học là phải dựa trên những kết quả nghiên cứu thực nghiệm kết hợp chặt chẽ với các

lí thuyết cơ bản về hóa học như các định luật, các học thuyết…

Như vậy sử dụng thí nghiệm trong giảng dạy là một phần không thiếu trong dạy học hóa học Trong thực tế dạy học hóa học ở trường phổ thông hiện nay, thí nghiệm còn ít được sử dụng trong bài giảng, kể cả các thí nghiệm đã được hướng dẫn trong sách giáo khoa, nếu có sử dụng thì cũng là các thí nghiệm đơn giản, chủ yếu để minh họa cho kiến thức đã biết Vì vậy cần phải có

những nghiên cứu nhằm đưa việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học được thường xuyên hơn, hiệu quả hơn

Với vai trò là một giáo viên giảng dạy bộ môn hóa học ở trường phổ thông tôi rất mong muốn việc học tập và nghiên cứu của mình sẽ góp một phần nhỏ bé vào quá trình hoàn thiện, xây dựng hệ thống

phương pháp áp dụng các thí nghiệm vào giảng dạy Vì vậy tôi quyết định chọn đề tài: “ Nâng cao

chất lượng sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản– trung học phổ thông ”

2 Mục đích nghiên cứu

- Sử dụng các thí nghiệm hóa học trong giảng dạy có hiệu quả nhằm nâng cao năng lực nhận thức cho học sinh

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu và tổng hợp lí thuyết về: đặc trưng của môn hóa học, đặc điểm của thí nghiệm hóa học, vai trò của thí nghiệm trong dạy học Hóa học, ưu điểm, nhược điểm của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học

Tìm hiểu mục đích và phương pháp sử dụng thí nghiệm trong dạy học

Tìm hiểu và đánh giá thực trạng sử dụng thí nghiệm trong giảng dạy nói chung và trong giảng dạy phần vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản nói riêng, từ đó đề xuất cách thức xây dựng và vận dụng các thí

nghiệm trong dạy học hóa học

Khảo sát tính hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm vào các bài dạy

Thống kê, xử lí và phân tích kết quả thu được

4 Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Khách thể nghiên cứu

Quá trình giảng dạy môn hóa học ở trường trung học phổ thông

4.2 Đối tượng nghiên cứu

Các thí nghiệm thuộc phần vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản và cách thức sử dụng các thí nghiệm này theo hướng dạy học tích cực

4.3 Phạm vi nghiên cứu

- Nội dung: Phần hóa học vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản

-Địa điểm: tại các trường THPT ở Mỹ Hào- Hưng Yên

5 Giả thuyết khoa học

-Trong quá trình dạy học hoá học, biết sử dụng các thí nghiệm theo hướng như là nguồn kiến thức giúp học sinh khai thác, tìm kiếm kiến thức hoặc để kiểm chứng, kiểm tra những dự đoán, suy luận lí thuyết, hình thành khái niệm thì sẽ nâng cao chất lượng sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực từ đó nâng cao được chất lượng dạy học

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận

Nghiên cứu, tham khảo các tài liệu có liên quan: Các công trình nghiên cứu, sách, báo, tạp chí chuyên ngành về các vấn đề liên quan t ừ đó hệ thống, khái quát hóa làm cơ sở lý luận cho đề tài

6.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Phương pháp phỏng vấn, điều tra thực tiễn

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

6.3 Phương pháp thống kê toán học, ứng dụng khoa học sư phạm

Sử dụng các kiến thức và phương pháp của thống kê toán học, các phần mềm tin học để xử lí, phân tích và đánh giá các kết quả thực nghiệm sư phạm

7 Đóng góp mới của đề tài

- Đề xuất được 4 biện pháp sử dụng hệ thống thí nghiệm trong giảng dạy phần vô cơ lớp 11 chương

trình cơ bản

- Soạn được 4 giáo án giảng dạy theo hướng nâng cao chất lượng sử dụng các thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực

- Xây dựng bộ hình ảnh các dụng cụ thí nghiệm thông thường, cải tiến và thiết kế một số thí nghiệm

8 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mục lục, mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của vấn đề nâng cao chất lượng sử dụng thí nghiệm trong dạy học

Chương 2: Sử dụng hệ thống thí nghiệm trong dạy học hoá học trong phần vô cơ lớp 11 chương trình

1.1.1.Nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học

1.1.2 Định hướng cơ bản về đổi mới PPDH

1.1.2.1 Xây dựng cơ sở lý thuyết có tính phương pháp luận để tìm hiểu bản chất của PPDH và định hướng hoàn thiện PPDH

1.1.2.2 Hoàn thiện chất lượng các PPDH hiện có và sử dụng phối hợp nhiều PPDH

1.1.2.3 Sáng tạo ra các phương pháp mới

1.1.3 Những xu hướng dạy học hoá học hiện nay

1.1.3.1 Dạy học hướng vào người học

1.1.3.2 Dạy học theo hướng “Hoạt động hoá người học”

1.1.3.3 Tiếp cận kiến tạo trong dạy học

1.1.4 Dạy học tích cực

1.1.4.1 Khái niệm phương pháp dạy học tích cực

1.1.4.2 Những dấu hiệu đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực

1.1.4.3.Một số phương pháp dạy học tích cực hiện nay

1.2 Chất lượng dạy học

1.2.1 Chất lượng giáo dục

1.2.2 Chất lượng dạy học ( CLDH)

1.2.3 Một số định hướng đổi mới để nâng cao CLDH

1.2.3.1 Những định hướng đổi mới và phát triển trong xây dựng chương trình chuẩn môn Hóa học THPT

1.2.3.2 Những quan điểm, định hướng cơ bản về đổi mới SGK

1.2.3.3 Định hướng cơ bản về đổi mới KTĐG

1.3 Thí nghiệm hóa học trong dạy học hóa học ở trường THPT

1.3.1 Vai trò của thí nghiệm hoá học trong dạy học hoá học

1.3.2 Phân loại thí nghiệm trong dạy học hoá học

1.3.3.Những yêu cầu sư phạm của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học

1.3.3.1.Những yêu cầu sư phạm thí nghiệm biểu diễn của giáo viên

1.3.3.2-Những yêu cầu sư phạm đối với thí nghiệm thực hành

1.3.4.Thực trạng sử dụng thí nghiệm hoá học trong một số trường THPT ở Hưng Yên

1.3.5 Phương pháp sử dụng thí nghiệm hoá học theo hướng dạy học tích cực

1.3.5.1 Sử dụng thí nghiệm theo phương pháp nghiên cứu

1.3.5.2 Sử dụng thí nghiệm đối chứng

1.3.5.3 Sử dụng thí nghiệm nêu vấn đề

1.3.5.4 Sử dụng thí nghiệm hoá học tổ chức cho học sinh nghiên cứu tính chất các chất

1.3.6 Ứng dụng công nghệ thông tin trong việc sử dụng thí nghiệm hóa học

Kết luận chương 1

CHƯƠNG 2

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC HOÁ HỌC PHẦN VÔ CƠ LỚP 11 CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN 2.1 Đặc điểm của phần hóa học vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản

2.1.1 Đặc điểm vị trí

2.1.2 Nội dung kiến thức

2.2 Hệ thống thí nghiệm trong phần vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản

2.2.1 Hệ thống các thí nghiệm

2.2.2 Một số hình ảnh về dụng cụ thí nghiệm

2.2.3 Kĩ năng sử dụng đúng, hiệu quả các dụng cụ và hóa chất thí nghiệm

2.2.3.1 Sử dụng dụng cụ thí nghiệm

2.2.3.2 Sử dụng hóa chất thí nghiệm

a Một số quy định chung khi tiếp xúc với hóa chất

b Một số quy định khi tiếp xúc với một số loại hóa chất cụ thể

- Kẹp ống nghiệm cố định vào lên giá rồi dùng ống hút lấy 10 ml dd NH4Cl và lấy 10ml dd NaNO2

cho vào ống nghiệm sau đó nắp kín miệng ống nghiệm bằng nút cao su có ống dẫn khí Cho nước cất vào chậu thủy tinh, múc đầy nước vào ống nghiệm rồi úp ngược xuống chậu nước

- Cho đầu còn lại của ống dẫn khí vào trong ống nghiệm đã múc đầy nước

-Dùng đèn cồn đun nóng nhẹ ống nghiệm chứa dd các chất phản ứng và quan sát đến khi nước trong ống nghiệm úp ngược bị đẩy hết ra thì rút ống dẫn khí ra khỏi ống nghiệm và đậy kín bằng nút cao su

*Hiện tượng và giải thích

- Khi cho dung dịch NaNO2 vào dung dịch NH4Cl và đun nóng thì có khí không màu thoát ra là N2 PTHH: NH4Cl + NaNO2

* Chú ý:- Có thể thay thế bình cầu 2 cổ bằng bình Wurzt

- Có thể thực hiện thí nghiệm điều chế một lượng nhỏ N2 bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch bão hòa NH4NO2

Thí nghiệm 2: Tính tan của amoniac trong nước

* Hiện tượng và giải thích

-Sau khi nhúng một lát thì nước trong chậu phun vào trong bình qua ống thủy tinh, dung dịch trong bình có màu hồng

-Do amoniac tan nhiều trong nước (ở điều kiện thường, 1 lít nước hòa tan được khoảng 800 lít khí amoniac) nên làm giảm áp suất trong bình do đó nước ở ngoài chậu thủy tinh bị hút vào trong bình Dung dịch ở trong bình là dd amoniac có pH ≥ 8,3 nên làm phenolphtalein chuyển thành màu hồng

* Chú ý: -Nên dùng ống vuốt nhọn ngắn thì nước sẽ phun vào bình nhanh hơn, nếu dùng ống vuốt

nhọn dài thì cần dùng thêm 1 công tơ hút sẵn một ít nước làm mồi để bơm vào bình

Thí nghiệm 3 : Khí ammoniac tác dụng với khí HCl

* Dụng cụ và hóa chất

- Lọ đựng dung dịch NH3 đậm đặc và lọ đựng dung dịch HCl đậm đặc

*Cách tiến hànhTN

- Để 2 lọ hóa chất ở cạnh nhau đồng thời mở lắp đậy của 2 lọ

*Hiện tượng và giải thích

Hình 2.30 Khí NH 3 tác dụng với khí HCl

Hình 2.29 Thí nghiệm về tính tan nhiều của NH 3

trong nước

- Có “khói” trắng bay lên ở phía trên của 2 lọ hóa chất, do khí HCl và NH3 dễ bay hơi và phản ứng với nhau tạo thành các tinh thể nhỏ của NH4Cl có màu trắng

- Dụng cụ: Giá đỡ, 2 ống nghiệm, ống dẫn khí, nút cao su, bông, đèn cồn, diêm, thìa lấy hóa chất

- Hóa chất: Muối NH4Cl(r), Ca(OH)2(r), giấy quì tím ẩm

*Cách tiến hànhTN

- Dùng thìa lấy một thìa NH4Cl và một thìa Ca(OH)2 cho vào ống nghiệm thứ nhất, trộn đều, đậy ống nghiệm bằng nút cao su có ống dẫn khí xuyên qua rồi nắp nằm ngang lên giá, miệng hơi hướng xuống dưới

-Dùng ống nghiệm thứ hai nút bông, nắp lên giá, úp xuống nối với ống dẫn khí từ ống nghiệm thứ nhất để thu khí NH3.

-Dùng đèn cồn đun nóng ống nghiệm thứ nhất

Hình 2.31.Điều chế khí amoniac trong phòng thí nghiệm

* Hiện tượng và giải thích

- Khi đun thì thấy có khí thoát ra từ ống nghiệm thứ nhất theo ống dẫn khí vào ống nghiệm thứ hai, khí NH3 thu được nhẹ hơn không khí nên được thu vào ống nghiệm thứ hai bằng phương pháp đẩy không khí

- Khí NH3 bay ra từ ống nghiệm thứ nhất có lẫn hơi nước nên để loại bỏ hơi nước ta có thể dùng một ống dẫn khí có bầu chứa bột CaO

Thí nghiệm 9: Sự phân hủy của NH4Cl

* Dụng cụ và hóa chất

-Dụng cụ: Ống nghiệm, giá đỡ, đèn cồn, diêm, tấm kính nhỏ, thìa lấy hóa chất

-Hóa chất: Muối NH4Cl tinh thể

*Cách tiến hànhTN

- Dùng thìa lấy hóa chất lấy 1 thìa NH4Cl cho vào ống nghiệm rồi kẹp ống nghiệm lên giá đỡ sau đó dùng tấm kính nhỏ đặt lên miệng ống nghiệm

- Dùng đèn cồn đun ở phía dưới ống nghiệm

Hình 2.32.Sự phân hủy của NH 4 Cl

*Hiện tượng và giải thích

- Sau khi đun một thời gian thì thấy ở phía dưới tấm kính xuất hiện các tinh thể mầu trắng do khi đun nóng NH4Cl bị phân hủy:

- Thí nghiệm này cũng chứng minh hiện tượng thăng hoa hóa học của NH4Cl

Thí nghiệm 10: Axit nitric tác dụng với đồng

* Dụng cụ và hóa chất

-Dụng cụ: Bình tam giác, pipet,

-Hóa chất: Dung dịch HNO3 đặc, mảnh đồng vụn

*Cách tiến hànhTN

- Dùng pipet lấy 5ml dung dịch HNO3 đặc cho vào bình tam giác rồi cho một mảnh đồng vụn vào bình và quan sát hiện tượng

*Hiện tượng và giải thích

-Mảnh đồng tan, tạo dung dịch màu xanh lam và có khí màu nâu thoát ra do HNO3 có tính oxi hóa mạnh đã oxi hóa Cu thành Cu2+( tan và có màu xanh) đồng thời giải phóng ra khí NO2 (có màu nâu) PTHH:

-Cho nước đá vào chậu thủy tinh rồi cho nghiêng bình cầu thủy tinh cổ cao vào chậu nước đá

Hình 2.33 Phản ứng của đồng với axit

HNO3 đặc

-Nắp bình cầu thủy tinh có cổ cong nhỏ lên giá đỡ xuyên vào trong cổ của bình cổ cao

-Mở nắp của bình thủy tinh cổ cong rồi lấy một thìa NaNO3(r) cho vào bình cầu, dùng ống hút nhỏ giọt lấy dung dịch H2SO4 đặc cho vào bình cầu đến khi axit ngập NaNO3 thì dừng lại và đậy nắp cho hóa chất của bình cầu cổ cong lại

- Dùng đèn cồn đun ở phía dưới đáy bình cầu cổ cong và quan sát sự hình thành HNO3 ở bình cầu cổ cao

Hình 2.34 Điều chế axit nitric trong phòng thí nghiệm

*Hiện tượng và giải thích

-Có khí thoát ra từ bình cầu cổ cong đi vào bình cầu cổ cao và ở bình cầu cổ cao xuất hiện dung dịch không màu do khi đun nóng NaNO3(r) tác dụng với H2SO4 đặc tạo ra khí HNO3 thoát sang bình cầu

cổ cao, ở đó có nhiệt độ thấp nên HNO3 bị ngưng tụ tạo dung dịch HNO3 không màu

-Dụng cụ: Lá sắt mỏng, giá đỡ, đèn cồn, diêm, thìa lấy hóa chất

-Hóa chất: Photpho trắng, photpho đỏ

*Cách tiến hànhTN

- Kẹp lá sắt mỏng lên giá rồi dùng thìa lấy một ít photpho đỏ bằng hạt đậu để lên phía ngoài của lá sắt, sau đó lấy một mẩu photpho trắng bằng hạt đậu để lên phía trong của lá sắt cách chỗ photpho đỏ khoảng 5cm

-Dùng đèn cồn đun ở phía đầu ngoài của lá sắt và quan sát hiện tượng

Hình 2.35 Thí nghiệm chứng minh khả năng bốc cháy khác nhau

của P trắng và P đỏ

*Hiện tượng và giải thích

- Khi đun được một lúc thì thấy mẩu P trắng bốc cháy tạo khói trắng còn P đỏ vẫn không bị cháy mặc

dù nhiệt độ của lá sắt ở chỗ P đỏ cao hơn ở chỗ P trắng

- Khi P trắng cháy mà P đỏ vẫn chưa cháy là do P đỏ chỉ bốc cháy ở nhiệt độ trên 250oC còn P trắng bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ trên 40oC

2.2.5.1 Về cách thực hiện và kết quả thực hiện thí nghiệm

2.2.5.2 Bổ sung thêm một số thí nghiệm so với sách giáo khoa đề xuất

2.2.5.3 Điều chế, bảo quản và sử dụng hoá chất

2.2.5.4 Cải tiến thực hiện thí nghiệm

2.2.5.5 Về tổ chức thực hiện TN trong giờ học

2.3 Phương pháp sử dụng thí nghiệm trong dạy học phần vô cơ lớp 11

2.3.1 Sử dụng thí nghiệm giáo viên theo phương pháp nghiên cứu, kiểm chứng trong dạy bài mới

- Sử dụng thí nghiệm giáo viên theo phương pháp nghiên cứu

- Ví dụ : Thí nghiệm khí NH3 tác dụng với HCl

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

- GV chuẩn bị và giới thiệu dụng cụ hoá chất

cho TN: 2 đũa thủy tinh, dung dịch NH3 đặc,

dung dịch HCl đặc

- Giáo viên yêu cầu HS quan sát hiện tượng

khi để 2 đũa thủy tinh gần nhau ( hình chữ V)

và nhận xét?

- GV làm TN:

Dùng 1 đũa nhúng vào lọ đựng dung dịch NH3

đặc và 1 đũa nhúng vào HCl đặc tương ứng rồi

đưa nhanh 2 đũa lại gần nhau (để hình chữ V),

yêu cầu HS quan sát rồi mô tả hiện tượng?

-GV? Nguyên nhân gây ra các hiện tượng trên?

Sau đó GV gợi ý HS trả lời bằng hệ thống câu

hỏi như:

+ dd NH3, HCl đặc có bay hơi không?

+ Vậy khói màu trắng là chất gì?

+ Hãy viết pthh xảy ra ?

- GV yêu cầu HS rút ra kết luận về tính chất

của NH3

-GV yêu cầu HS cho biết các phản ứng hóa

học xảy ra khi cho dung dịch NH3 phản ứng với

dung dịch HCl, dung dịch muối AlCl3

*HS nhận xét hiện tượng xảy ra :

-HS theo dõi, quan sát và rút ra nhận xét

- Khi chưa nhúng 2 đũa thủy tinh vào các dung dịch mà để cạnh nhau thì không có hiện tượng gì xảy ra

-HS theo dõi, quan sát và rút ra nhận xét

- Khi nhúng 2 đũa thủy tinh vào các dung dịch mà

để cạnh nhau thì có một làn khói trắng xuất hiện ở giữa 2 đũa

* HS giải thích hiện tượng :

+ Do NH3, HCl trong dung dịch đặc, bay hơi dễ dàng nên chúng phản ứng với nhau tạo thành khói màu trắng

+ Khói màu trắng là các tinh thể rất nhỏ của

NH4Cl + Phương trình hóa học

NH3 + HCl → NH4Cl

*HS kết luận:

- NH3 có tính bazơ

- Sử dụng thí nghiệm giáo viên theo phương pháp kiểm chứng

Ví dụ: Thí nghiệm dung dịch amoniac tác dụng với dung dịch muối AlCl3

-GV chuẩn bị và giới thiệu mục đích, dụng cụ, hoá

chất của thí nghiệm:

Ống nghiệm, pipet, kẹp gỗ

Dung dịch AlCl3, dung dịch NH3

-GV tổ chức cho HS dự đoán hiện tượng xảy ra

khi cho dung dịch AlCl3 tác dụng với dung dịch

NH3

* HS dự đoán hiện tượng xảy ra