SKKN định hướng phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua giáo dục STEM chủ đề kim loại kiềm thổ và hợp chất của chúng – hóa học lớp 12

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT ANH SƠN I SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Tên đề tài: Định hướng phát triển phẩm chất, lực học sinh thông qua giáo dục STEM chủ đề “Kim loại kiềm thổ hợp chất chúng – Hóa học lớp 12” Thuộc lĩnh vực: Hóa học Tác giả: Nguyễn Trần Đức Nguyễn Thị Thanh Đơn vị công tác: Trường THPT Anh Sơn Số điện thoại: 0915124507 Anh Sơn, tháng năm 2022 MỤC LỤC PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài 2 Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu 3 Đối tượng, phạm vị nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu 4 Phương pháp nghiên cứu Tính đề tài, đóng góp đề tài PHẦN II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Cơ sở khoa học 1.1 Cơ sở lý luận 1.2 Cơ sở thực tiễn 12 1.3 Đánh giá giáo dục STEM với mơn hóa học chủ đề lựa chọn 17 THIẾT KẾ GIÁO ÁN VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ 18 2.1 Lí chọn chủ đề 19 2.2 Kiến thức STEM chủ đề 19 2.3 Mục tiêu chủ đề 20 2.4 Chuẩn bị 21 2.5 Phương pháp 22 2.6 Tiến trình dạy học 22 - Tiết 44: Khái quát kim loại kiềm thổ, hợp chất quan trọng chúng 22 - Trải nghiệm địa phương để tìm hiểu … đá vơi thực tiễn 24 - Tiết 45, 46: Báo cáo nội dung thu hoạch …… 27 KẾT QUẢ ÁP DỤNG ĐỀ TÀI 44 3.1 Mục đích thực thực nghiệm………………… ……………………… …43 3.2 Nội dung kết thực nghiệm …………………………………………….43 PHẦN III KẾT LUẬN 47 Kết luận 47 Kiến nghị 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Nằm lộ trình đổi đồng phương pháp dạy học kiểm tra, đánh giá trường phổ thông theo định hướng phát triển phẩm chất, lực học sinh tinh thần Nghị số 29-NQ/TW đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo, giáo dục STEM trở thành xu hướng giáo dục mang tính tất yếu giới nói chung Việt Nam nói riêng Hình thức giáo dục đóng vai trị đòn bẩy để thực mục tiêu giáo dục lực cho công dân tương lai đáp ứng nhu cầu khoa học công nghệ 4.0 kỉ XXI Việt Nam trọng triển khai giáo dục STEM chương trình giáo dục phổ thơng, giúp học sinh hướng tới hoạt động trải nghiệm vận dụng kiến thức để tạo sản phẩm giải vấn đề thực tế sống Đặc biệt, Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04 tháng năm 2017 Thủ tướng Chính phủ việc tăng cường lực tiếp cận cách mạng công nghiệp lần thứ đưa giải pháp, nhiệm vụ cụ thể… Về mặt giáo dục: “Thay đổi mạnh mẽ sách, nội dung, phương pháp giáo dục dạy nghề nhằm tạo nguồn nhân lực có khả tiếp nhận xu cơng nghệ sản xuất mới, cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo khoa học, công nghệ, kĩ thuật toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học chương trình giáo dục phổ thơng” đồng thời đưa nhiệm vụ: “Thúc đẩy triển khai giáo dục khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn học (STEM) chương trình giáo dục phổ thơng Việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi giáo dục phổ thơng, cụ thể là: - Đảm bảo giáo dục tồn diện: Triển khai giáo dục STEM nhà trường, bên cạnh mơn học quan tâm Tốn, Khoa học lĩnh vực Cơng nghệ, Kỹ thuật quan tâm, đầu tư tất phương diện đội ngũ giáo viên, chương trình sở vật chất - Nâng cao hứng thú học tập môn học STEM: Các dự án học tập giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải vấn đề thực tiễn, học sinh hoạt động, trải nghiệm thấy ý nghĩa tri thức với sống, nhờ nâng cao hứng thú học tập học sinh - Hình thành phát triển lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động tự lực thực nhiệm vụ học; làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học Các hoạt động nêu góp phần tích cực vào hình thành phát triển phẩm chất, lực cho học sinh - Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu giáo dục STEM, sở giáo dục phổ thông thường kết nối với sở giáo dục nghề nghiệp, đại học địa phương nhằm khai thác nguồn lực người, sở vật chất… - Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM trường phổ thông, học sinh trải nghiệm lĩnh vực STEM, đánh giá phù hợp, khiếu, sở thích thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM Thực tốt giáo dục STEM trường phổ thông cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, ngành nghề có nhu cầu cao nguồn nhân lực cách mạng công nghiệp lần thứ Ngày 07 tháng 10 năm 2019 Sở GD&ĐT Nghệ An ban hành Công văn số 1841/SGD&ĐT-GDTrH việc hướng dẫn thực giáo dục STEM trường trung học từ năm học 2019 – 2020 Thời gian qua, ngành giáo dục tổ chức linh hoạt hình thức tổ chức giáo dục STEM như: dạy học môn khoa học theo bài/chủ đề STEM, tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM, tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật thông qua học STEM, xây dựng chủ đề dạy học liên mơn… Việc dạy học bài/chủ đề STEM góp phần đổi phương pháp dạy học, kiểm tra, đánh giá Trong q trình dạy học mơn hóa học nay, việc tiếp cận, thực dạy học STEM tạo hứng thú học tập, tinh thần hăng say nghiên cứu, tìm tịi học sinh bước đầu tạo hiệu ứng tích cực việc giáo dục STEM trường học Trường THPT Anh Sơn I đóng địa bàn huyện miền núi Anh Sơn, nơi có nhiều dãy núi đá vơi, hang động tự nhiên… nguồn tư liệu, phương tiện trực quan có giá trị để dạy học STEM phần Kim loại kiềm thổ hợp chất kim loại kiểm thổ thuộc chương trình Hóa học lớp 12 Xuất phát từ thực tế giảng dạy phạm vi Sáng kiến kinh nghiệm muốn chia sẽ, trao đổi đồng nghiệp đề tài: “Định hướng phát triển phẩm chất, lực học sinh thông qua giáo dục STEM chủ đề Kim loại kiềm thổ hợp chất chúng – Hóa học lớp 12 ” Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu Thực chủ trương, hướng dẫn Ngành đổi phương pháp, hình thức tổ chức dạy học; dạy học theo định hướng phát triển phẩm chất, lực học sinh, thực giáo dục STEM nhà trường… Đưa cách dạy học chủ đề “Kim loại kiềm thổ hợp chất chúng - Hóa học lớp 12” trường THPT theo hướng vận dụng giáo dục STEM để phát triển phẩm chất, lực học sinh Rèn luyện cho học sinh kỹ làm việc theo nhóm, hợp tác cách có hiệu quả, từ hình thành lực hợp tác; lực vận dụng kiến thức vào giải vấn đề thực tiễn… 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn dạy học theo hướng vận dụng giáo dục STEM dạy học nhằm phát triển phẩm chất, lực cho học sinh Khảo sát thực trạng dạy học theo định hướng vận dụng giáo dục STEM, dạy học theo định hướng phát triển phẩm chất, lực học sinh mơn Hóa học Nghiêm cứu phương pháp cách thức tổ chức hoạt động dạy học theo hướng vận dụng giáo dục STEM Xây dựng kế hoạch dạy, thiết kế giáo án tổ chức dạy học chủ đề “Kim loại kiềm thổ hợp chất của chúng - Hóa học lớp 12” trường THPT Anh Sơn theo hướng vận dụng giáo dục STEM nhằm phát triển phẩm chất, lực học sinh Đối tượng, phạm vị nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Đề tài tập trung tìm hiểu, nghiên cứu, phân tích đánh giá thực trạng; đưa phương phương pháp hình thức tổ chức dạy học chủ đề “Kim loại kiềm thổ hợp chất chúng - Hóa học lớp 12” trường THPT Anh Sơn 3.2 Phạm vi nghiên cứu Tập trung nghiên cứu thực đổi phương pháp, hình thức tổ chức dạy học, cụ thể vận dụng giáo dục STEM dạy học số học/chủ đề thuộc mơn Hóa học chương trình giáo dục THPT Đề tài nghiên cứu, thực nghiệm áp dụng trường THPT Anh Sơn Phương pháp nghiên cứu - Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận: + Đọc nghiên cứu tài liệu giáo dục STEM, tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu; + Nghiên cứu mẫu biểu khảo sát, thống kê số liệu… + Dạy học theo hướng vận dụng giáo dục STEM mơn Hóa học; - Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn: + Tìm hiểu, quan sát, trao đổi với giáo viên học sinh; + Khảo sát tình hình thực đổi phương pháp, hình thức tổ chức dạy học… giáo viên; + Khảo sát tình hình việc áp dụng giáo dục STEM vào dạy học; + Tổng hợp số liệu, nội dung tìm hiểu, quan sát, thu thập; tổng kết kinh nghiệm thực tiễn; - Nhóm phương pháp hỗ trợ khác: + Thiết kế sơ đồ tư duy; + Phương pháp thống kê toán học; + Các phương pháp vẽ biểu đồ, đồ thị… Tính đề tài, đóng góp đề tài Đề triển khai vận dụng phương pháp, kĩ thuật dạy học tích cực như: Làm việc nhóm; quan sát; trình bày báo cáo thu hoạch; phối hợp phương pháp đánh giá; tổng hợp xử lý số liệu ; Sử dụng kiến thức liên môn để giải vấn đề đặt Đề tài góp phần làm sáng tỏ sở lí luận thiết kế tổ chức hoạt động dạy học theo hướng vận dụng giáo dục STEM mơn Hóa học trường phổ thông Đề tài tác giả áp dụng có hiệu dạy học trường THPT Anh Sơn 1, mạnh dạn đưa trao đổi, chia với với đồng nghiệp để áp dụng, nhân rộng trường THPT địa bàn PHẦN II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Cơ sở khoa học 1.1 Cơ sở lý luận 1.1.1 Khái niêm STEM STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học) Khái niệm STEM hiệu nhiều góc độ khác STEM thuật ngữ rút gọn thường sử dụng bàn đến sách phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học quốc gia Hiện thuật ngữ, khái niệm STEM dùng hai ngữ cảnh khác ngữ cảnh giáo dục ngữ cảnh nghề nghiệp Trong ngữ cảnh giáo dục, nói đến khái niệm STEM muốn nhấn mạnh đến quan tâm giáo dục môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học Quan tâm đến việc tích hợp môn học gắn với thực tiễn để nâng cao lực cho người học Giáo dục STEM hiểu diễn giải nhiều cấp độ như: sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, mơn học STEM, học STEM hay hoạt động STEM Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, khái niệm STEM hiểu nghề nghiệp thuộc lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học, ví dụ: Nhóm ngành nghề công nghệ thông tin; Y sinh; Kĩ thuật, Điện tử Truyền thông… 1.1.2 Giáo dục STEM Hiện nay, giáo dục STEM nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu Do đó, khái niệm giáo dục STEM định nghĩa dựa cách hiểu khác Có ba cách hiểu giáo dục STEM là: - Giáo dục STEM hiểu theo nghĩa quan tâm đến môn Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học Đây quan niệm giáo dục STEM Bộ giáo dục Mỹ “Giáo dục STEM chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học (STEM) tiểu học trung học bậc sau đại học” (U.S Department of Education, 2007) - Giáo dục STEM hiểu theo nghĩa tích hợp (liên ngành) lĩnh vực/mơn Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học (Merrill & Daugherty, 2009; Morrison & Bartlett, 2009) Tác giả Tsupros định nghĩa “Giáo dục STEM phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, kiến thức hàn lâm kết hợp chặt chẽ với học thực tế thông qua việc học sinh áp dụng kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học vào bối cảnh cụ thể tạo nên kết nối nhà trường, cộng đồng doanh nghiệp cho phép người học phát triển kĩ STEM tăng khả cạnh tranh kinh tế mới” (Tsupros&Hallinen, 2009) - Giáo dục STEM hiểu theo nghĩa tích hợp (liên ngành) từ lĩnh vực/môn học Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học trở lên Theo quan niệm này, tác giả Sanders định nghĩa “Giáo dục STEM phương pháp tiếp cận, khám phá giảng dạy học tập hai hay nhiều môn học STEM, chủ đề STEM nhiều môn học khác nhà trường” (Sanders, 2009) Bên cạnh đó, giáo dục STEM quan niệm chương trình đào tạo dựa ý tưởng giảng dạy cho học sinh bốn lĩnh vực cụ thể: Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học liên ngành phương pháp tiếp cận ứng dụng Thay dạy bốn lĩnh vực theo môn học tách biệt rời rạc, STEM tổng hợp chúng thành mơ hình học tập liền mạch dựa ứng dụng thực tế (Hom, 2014) Những nghiên cứu khái niệm STEM giáo dục STEM cho thấy có nhiều quan điểm khác nhau, nhiên có xu hướng hội tụ tới khái niệm giáo dục STEM cách tiếp cận đa chiều, nhiều bình diện trội tiếp cận liên môn, nhằm mục tiêu phát triển lực người học hướng tới phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao đáp ứng yêu cầu xã hội Như vậy, giáo dục STEM phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng chúng thực tiễn, qua phát triển cho học sinh lực phát giải vấn đề với lực khác tương ứng, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế – xã hội 1.1.3 Hình thức tổ chức giáo dục STEM a) Dạy học môn học thuộc lĩnh vực STEM Khi hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu nhà trường, học, hoạt động giáo dục STEM triển khai trình dạy học môn học STEM theo hướng tiếp cận liên môn Các chủ đề, học, hoạt động STEM bám sát chương trình mơn học thành phần Hình thức giáo dục STEM không làm phát sinh thêm thời gian học tập b) Hoạt động trải nghiệm STEM Học sinh khám phá thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật thực tiễn đời sống Qua đó, nhận biết ý nghĩa khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học đời sống người, nâng cao hứng thú học tập môn học STEM Các trường phổ thơng triển khai giáo dục STEM thơng qua hình thức câu lạc Cần có tham gia, hợp tác bên liên quan như: sở giáo dục nghề nghiệp, trường đại học, doanh nghiệp Đây hoạt động theo sở thích, khiếu học sinh, diễn định kỳ, năm học c) Hoạt động nghiên cứu khoa học Giáo dục STEM triển khai thơng qua hoạt động nghiên cứu khoa học tổ chức thi sáng tạo KHKT với nhiều chủ đề khác 1.1.4 Bài học STEM a) Nội dung học STEM nằm chương trình giáo dục phổ thông, gắn kết vấn đề thực tiễn xã hội - Nội dung học STEM đuợc gắn kết với vấn đề thực tiễn đời sống xã hội, khoa học, công nghệ học sinh đuợc yêu cầu tìm giải pháp đế giải vấn đề, chiếm lĩnh kiến thức, đáp ứng yêu cầu cần đạt học - Nội dung kiến thức học thuộc môn học số môn học chương trình; bảo đảm giải vấn đề đặt cách tương đối trọn vẹn b) Bài học STEM dựa theo quy trình thiết kế kĩ thuật - Bài học STEM đuợc xây dựng dựa theo quy trình thiết kế kĩ thuật với tiến trình bao gồm bước: xác định vấn đề; nghiên cứu kiến thức nền; đề xuất giải pháp; lựa chọn giải pháp; chế tạo mơ hình (ngun mẫu); thử nghiệm đánh giá; chia sẻ thảo luận; điều chỉnh thiết kế - Cấu trúc học STEM đuợc chia thành hoạt động chính, thể rõ bước quy trình thiết kế kĩ thuật sau: Hoạt động 1: Xác định vấn đề yêu cầu chế tạo sản phẩm ứng dụng gắn với nội dung học với tiêu chí cụ thể Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức (bao gồm kiến thức học cần sử dụng để giải vấn đề chế tạo sản phẩm theo yêu cầu) đề xuất giải pháp thiết kế đáp ứng tiêu chí nêu Hoạt động 3: Trình bày thảo luận phương án thiết kế, sử dụng kiến thức để giải thích, chứng minh lựa chọn, hồn thiện phương án tốt (trong truờng hợp có nhiều phương án) Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm theo phương án thiết kế đuợc lựa chọn; thử nghiệm đánh giá trình chế tạo Hoạt động 5: Trình bày thảo luận sản phẩm chế tạo; điều chỉnh, hoàn thiện thiết kế ban đầu c) Phương pháp dạy học đưa học sinh vào hoạt động tìm tịi khám phá, định hướng hành động + Hoạt động học học sinh đuợc thiết kế theo hướng mở điều kiện thực hiện, cụ thể tiêu chí sản phẩm cần đạt + Hoạt động học học sinh hoạt động chuyển giao hợp tác định giải pháp giải vấn đề học sinh + Học sinh thực hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng thiết kế lại nguyên mẫu cần + Học sinh tự điều chỉnh ý tưởng xây dựng hoạt động tìm tịi, khám phá thân d) Hình thức tổ chức dạy học cần lơi học sinh vào hoạt động kiến tạo, tăng cường hoạt động nhóm, tự lực chiếm lĩnh kiến thức vận dụng kiến thức để giải vấn đề + Hình thức tổ chức học STEM linh hoạt, kết hợp hoạt động lớp học cần đảm bảo mục tiêu dạy học phần nội dung kiến thức chương trình + Tăng cường tổ chức hoạt động theo nhóm để phát triển lực giao tiếp hợp tác cho học sinh phải rõ nhiệm vụ sản phẩm cụ thể học sinh nhóm e) Thiết bị dạy học cần lưu ý đến việc sử dụng thiết bị, cơng nghệ sẵn có, dễ tiếp cận với chi phí tối thiếu - Sử dụng tối đa thiết bị sẵn có thuộc danh mục thiết bị dạy học tối thiểu theo quy định - Tăng cường sử dụng vật liệu, cơng cụ gia dụng, cơng nghệ sẵn có, dễ tiếp cận, chi phí rẻ an tồn - Khuyến khích sử dụng nguồn tài nguyên số bổ trợ, thí nghiệm ảo, mơ phỏng, phần mềm, dễ dàng truy cập sử dụng lớp học để học sinh chủ động học tập 1.1.5 Xây dựng thực học STEM a) Quy trình xây dựng học STEM Bước 1: Lựa chọn nội dung dạy học Căn vào nội dung kiến thức chương trình mơn học tượng, q trình gắn với kiến thức tự nhiên, xã hội; quy trình thiết bị cơng nghệ ứng dụng kiến thức thực tiễn để lựa chọn nội dung học Bước 2: Xác định vấn đề cần giải Xác định vấn đề cần giải để giao cho học sinh thực cho giải vấn đề đó, học sinh phải học kiến thức, kĩ cần dạy chương trình mơn học lựa chọn vận dụng kiến thức, kỹ biết để xây dựng học Bước 3: Xây dựng tiêu chí sản phẩm/giải pháp giải vấn đề Xác định rõ tiêu chí giải pháp/sản phẩm làm quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Nước cứng toàn phần loại nước cứng bao gồm tính cứng tạm thời tính cứng vĩnh cửu, tức có chứa muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 muối MgCl2, CaCl2, MgSO4, CaSO4 Để làm mềm nước cứng thành phần, bạn sử dụng tương tự phương pháp làm mềm nước cứng vĩnh cửu nước cứng tạm thời Ngoài ra, cách làm mềm nước cứng hiệu tốn cơng sức sử dụng máy lọc nước sử dụng màng lọc RO thẩm thấu ngược Công nghệ lọc RO cho phép loại bỏ gần hết chất hòa tan khơng thể tan khỏi nước, có tác dụng làm mềm nước cứng hiệu Cách thức tổ chức hoạt động - Lần lượt nhóm cử đại diện lên báo cáo trước lớp, thành viên khác bổ sung; - Cách thức báo cáo nhóm lựa chọn (Hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng, trình chiếu PowerPoint… - Các nhóm đánh giá bổ sung lẫn nhau; - Giáo viên tổng hợp, đánh giá, bổ sung định hướng cải tiến sản phẩm Hoạt động 4: Câu hỏi tập thực tiễn định hướng phát triển lực, tư (Thực lồng ghép) Mục đích - Hướng dẫn cho học sinh vận dụng kiến thức học để trả lời dạng câu hỏi, tập; - Liên hệ kiến thức học với vấn đề thực tiễn, dạng câu hỏi, tập liên quan đến thực tiễn thường gặp để vận dụng vào các kỳ thi - Định hướng nội dung tìm hiểu, học tập Nội dung - Cấu tạo, tính chất chung kim loại; so sánh, liên hệ với kim loại kiềm thổ; - Các kim loại hợp chất phổ biến, thường gặp có nhiều ứng dụng thực tiễn sống; - Nhôm hợp chất Nhôm… - Các dạng câu hỏi tập thường gặp đề thi: thi tốt nghiệp THPT, kì thi đánh giá lực, đánh gia tư tuyển sinh vào trường đại học… Mộ số câu hỏi thực tiễn định hướng phát triển lực, tư cho học sinh Câu 1: Như ta biết, qua lị vơi ta thấy nóng Vậy theo bạn phản ứng nung vơi: CaCO3 → CaO + CO2 thu nhiệt hay toả nhiệt? Giải: 37 Phản ứng nhiệt phân CaCO3 phản ứng thuận nghịch, chiều thuận phản ứng thu nhiệt Phản ứng xảy nhiệt độ cao, nên cần phải cung cấp lượng nhiệt lớn để phản ứng xảy Nhiệt lấy từ q trình đốt cháy nguyên liệu, lượng nhiệt cung cấp cho phản ứng xảy ra, nhiệt tỏa ngồi mơi trường nên qua lị vơi ta thấy nóng Phân tích: Phản ứng nhiệt phân CaCO3 phản ứng thu nhiệt, điều nói rõ chương trình hóa học phổ thơng, để giải tập này, học sinh cần nắm kiến thức phải làm rõ nhiệt tỏa lị vơi đâu Câu 2: Nước ngầm hay nước bề mặt vùng đá vôi sử dụng sinh hoạt công nghiệp có nhiều điều bất lợi Một số bất lợi tượng đun sơi nước để nguội thấy xuất lớp cặn trắng lắng xuống đáy ấm đun Trong công nghiệp, sử dụng loại nước cho nồi cao áp dẫn đến tượng lãng phí lượng, chí gây tai nạn vỡ nồi Giải thích tượng kiến thức hóa học? Giải: Trong nước sinh hoạt số vùng có độ cứng tạm thời cao, dung dịch chứa nhiều muối hiđrocacbonat Mg2+ Ca2+ Khi đun nóng, muối hiđrocacbonat bị phân hủy tạo thành MgCO3 CaCO3 kết tủa tạo thành lớp cặn bám đáy ấm đun nước hay đáy nồi cao áp Mg2+ + 2HCO3Ca2+ +  2HCO3- MgCO3  + CaCO3 CO2 + + H2O CO2 + H2O Phân tích: Để giải tập này, học sinh cần có kiến thức nước cứng, đơn tập vận dụng kiến thức học, học sinh hồn tồn làm Câu 3: Trong kho tàng truyện cổ tích Việt Nam, truyện Trầu, cau câu chuyện cảm động tình cảm anh, em, vợ chồng Ăn trầu trở thành nét văn hóa truyền thống người Việt nam Những người ăn trầu thường có hàm bóng Hãy giải thích sao? Giải Q trình hình thành men răng: 2Ca2+ + PO43- + OH- Ca2(PO4)OH  Trong vơi có Ca2+ OH- nên cân chuyển dịch theo chiều thuận tạo men Tương tự ta đánh răng, thành phần kem đánh có CaF2 nên góp phần tạo thành men Ở F- thay vai trò OH38 2Ca2+ + PO43- + F- Ca2(PO4)F  Câu 4: Động Phong nha – kẻ bàng tỉnh Quảng Bình di sản thiên nhiên giới Việt Nam Những thạch nhũ tuyệt đẹp động Phong nha – kẻ bàng góp phần thu hút hàng triệu lượt du khách nước quốc tế đến với Quảng Bình năm Cùng với Phong nha – kẻ bàng, đất nước ta cịn có hang động đá vôi tuyệt đẹp động Hương tích Mỹ Đức – Hà nội, hang Bồ nơng vịnh Hạ long – Quảng Ninh, Bằng hiểu biết hóa học, giải thích q trình hình thành thạch nhũ hang động đá vôi? Tại sâu vào hang động ta thấy khó thở? Động Phong nha – kẻ bàng Giải: Trong hang động đá vôi, tác dụng CO2 H2O, đá vơi bị chuyển hóa dần thành Ca(HCO3)2 tan nước CaCO3 + H2O + CO2  Ca(HCO3)2 Khi tiếp xúc với khơng khí, Ca(HCO3)2 dễ bị phân hủy theo phản ứng : Ca(HCO3)2  CaCO3 + H2O + CO2 Quá trình xảy chậm, trải qua thời gian hàng triệu năm, thạch nhũ dần hình thành từ hang đá xuống, Mặt khác, nước chứa Ca(HCO3)2 cịn rơi xuống phía phân hủy, nên hình thành thạch nhũ mọc từ phía lên Khi sâu vào hang lưu thơng khơng khí kém, tỷ khối cao làm nên CO2 tích tụ lớn, nên làm giảm nồng độ O2, Vì nên ta cảm thấy khó thở Phân tích: Để giải tập này, học sinh cần vận dụng tính chất hóa học muối canxi cacbonat canxi hiđrocacbonat, tính chất vật lý khí cacbonic tác dụng sinh học Câu 5: Hiện Việt Nam có đến 70% cư dân sống nghề nơng Chúng ta tự hào nước xuất gạo, hồ tiêu, cà phê, cá tra, cá basa hàng đầu giới Nông dân thường sử dụng vôi để làm giảm độ chua đất nông nghiệp Tại đất chua người ta thường bón vơi, dựa vào kiến 39 thức hóa học, giải thích?Giải thích đất có xu hướng bị chua hóa, dù có bón vơi sau số vụ đất lại bị chua? Giải: Đất chua đất có chứa nhiều ion H+ dạng tự dạng tiềm tàng ( sinh ion kim loại Al3+, Fe3+, Fe2+, thủy phân tạo thành) Khi bón vơi trung hịa H+ làm kết tủa ion kim loại đó, làm giảm độ chua đất Trong thực tế dùng bón vơi cho ruộng CaCO3, CaO, Ca(OH)2, quặng đolomit CaCO3.MgCO3 Đất bị chua nhiều nguyên nhân, mưa axit, hay ta bón lân, đạm Tuy nhiên nguyên nhân dẫn đến xu hướng chua hóa đất q trình rễ hấp thụ chất dinh dưỡng đất (dưới dạng dễ tan khó tan) Đối với chất khó tan, rễ tiết dung dịch có tính axit để hịa tan chúng Qúa trình hấp thụ ion kim loại (như K+, Ca2+, ) trình trao đổi ion với ion H+ Do đất bị chua Phân tích: Nơng nghiệp ngành ứng dụng nhiều Hóa học, tập giúp học sinh giải thích giải vấn đề thường xuyên đặt cải tạo đất trồng Để giải tập này, học sinh cần vận dụng kiến thức tổng hợp, từ việc xác định nguyên nhân gây độ chua đất (có thể có theo suy luận từ kiến thức học) trình hấp thu dinh dưỡng trồng Bài tập nhằm cung cấp thêm số kiến thức đất cho học sinh Câu 6: Người nơng dân thường dùng vơi để bón ruộng không nên trộn vôi chung với phân ure để bón ruộng? Giải: Khi trộn vơi với urê có phản ứng:  CO(NH2)2 + 2H2O Ca(OH)2 (NH4)2CO3  + (NH4)2CO3 CaCO3 + 2NH3 + 2H2O Phản ứng làm tác dụng đạm urê (tạo NH3 thoát ra) làm rắn đất lại (do tạo CaCO3) Vì khơng nên trộn vơi với urê để bón ruộng Phân tích: Để giải tập này, học sinh cần nắm tính chất phân urê Câu 7: Tại sản xuất vôi người ta phải đập nhỏ đá vôi tới kích thước định tùy theo loại lị? Giải: 40 Phản ứng nung vơi: CaCO3 CaO + CO2 Do phản ứng phản ứng thuận nghịch nên để tăng hiệu suất phản ứng ta phải đập đá có kích thước vừa phải tăng diện tích bề mặt cung cấp nhiệt trực tiếp Mặt khác tạo kẽ hở để CO2 làm hạn chế phản ứng nghịch Ngược lại đá vơi bị đập tới kích thước nhỏ q tác dụng nhiệt, đá vơi bị tơi nhỏ bít kín lị, CO2 khơng lưu thơng với bên ngồi làm cân chuyển dịch theo chiều nghịch Phân tích: Để giải tập này, học sinh cần nắm kiến thức q trình sản xuất vơi học chương trình phổ thơng, vận dụng lý thuyết tốc độ phản ứng cân hóa học Câu 8: Để điều chế kim loại kiểm thổ nói chung, điều chế magiê nói riêng người ta tiến hành điện phân nóng chảy MgCl2 dịng điện có cường độ 2A mơi trường khí trơ Hỏi: - Tại phải dùng phương pháp điện phân nóng chảy? - Tai khơng điện phân nóng chảy MgSO4 hay Mg(NO3)2 ? - Tai phải thực môi trường khí trơ? Giải: - Kim loại kiểm, kiềm thổ nói chung kim loại Mg nói riêng kim loại có tính khử mạnh, điều chế phương pháp điện phân nóng chảy Mg → Mg + Cl2 - Nguyên liệu MgCl2 phổ biến, dễ nóng chảy Các muối khác phổ biến hơn, khó nóng chảy hoặng nung bị phân hủy - Mg kim loại mạnh, sinh dạng nóng chảy, nên tiếp xúc với khơng khí xảy phản ứng với O2, N2 Phân tích: Để giải tập này, học sinh cần nắm kiến thức phương pháp điều chế kim loại, phương pháp điều chế kim loại kiểm thổ; Tính chất hóa học kim loại kiểm thổ học chương trình phổ thơng Câu 9: Ngun liệu để sản xuất xút - clo muối ăn Muối ăn khai thác từ nước biển, mỏ muối, hồ muối thường có lẫn tạp chất tạo MgCl2, CaCl2, MgSO4, CaSO4… Các tạp chất làm ảnh hưởng đến trình điện phân nên cần loại bỏ; - Tại tạp chất nêu ảnh hưởng đến trình điện phân? - Nên phương pháp loại bỏ tạp chất 41 Giải: Phương trình hóa học phản ứng điện phân: 2NaCl → 2NaOH + H2 + Cl2 Nếu dung dịch có lẫn ion Ca2+, Mg2+ ion kết hợp với OH- để tạo kết tủa bám lên điện cực cản trở trình điện phân xảy Phương pháp loại bỏ tạp chất: Hịa tam muối có lẫn tạp chất vào nước thành dung dịch; Dùng BaCl2 dư để loại bỏ hết SO42-; Dùng lượng dư Na2CO3 để kết tủa hết Ca2+, Mg2+ Ba2+ dư; Dùng HCl để loại bỏ CO32- dư; Cô cạn dung dịch thu NaCl tinh khiết Phân tích: Để giải tập học sinh cần nắm phương pháp giải toán tách, tinh chế… Cơ chế phản ứng điện phân xảy dung dịch; tính tan muối Câu 10: Trước dây người ta trộn phần vôi với phần cát lượng nước vừa đủ ta thu khối vữa nhảo gọi vữa vôi dùng để kết dính viên gạch, khối đá với xây dựng Sau thời gian vữa vôi đông cứng dần gắn chặt với gạch, đá… Hãy giải thích tượng Giải: Ca(OH)2 chất rắn tan, dẻo… người ta trộn lẫn với cát để khối vữa nhảo (ngày người ta dùng vôi thay vôi Xi măng); Sau thời gian nước bay hơi, Ca(OH)2 phản ứng với CO2 có khơng khí tạo thành CaCO3 khơng tan nên vữa vôi đông cứng lại; Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 Phân tích: Để giải tốn học sinh cần nắm tính chất vật lí, tính chất hóa học Ca(OH)2 CaCO3 Câu 11: Trong cốc nước có chứa 0,01 mol Na+, 0,02 mol Ca2+, 0,01 mol Mg2+, 0,05 mol HCO3- 0,02 mol Cl- Hỏi: - Nước cứng cốc thuộc loại nào? - Đun sôi nước thời gian số mol ion thay đổi nào? Nước có cịn tính cứng không? Giải: Do 2*(nCa2+ + Mg2+) > nHCO342 2*(nCa2+ + Mg2+) > nClNên tồn muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3), CaCl2, MgCl2 Nước cốc nước cứng toàn phần Khi đun sôi xảy phản ứng: 2HCO3- → CO32- + H2O CO32- + M2+  MCO3 (M2+ = Ca2+, Mg2+) nCO32- = * nHCO3- = 0,025 (mol) (nCa2+ + nMg2+) > nCO32- nên tồ muối CaCl2, MgCl2  Nước thu nước cứng vĩnh cửu Phân tích: Để giải tốn học sinh cần nắm định nghĩa, phân loại nước cứng; Các phản ứng hóa học xảy đun nóng nước cứng… Câu 12: Canxi lactat chất phụ gia thực phẩm thường thêm vào nhiều loại thực phẩm để tăng cường kết cấu hương vị ăn, đồng thời giúp kéo dài thời hạn sử dụng thực phẩm Hợp chất sử dụng thành phần thuốc số loại chất bổ sung canxi Hãy viết công thức phân tử, công thức cấu tạo canxi lactat Giải: Công thức phân tử axits lactic là: CH3-CH(OH)-COOH; Công thức phân tử Canxi lactat C6H10O6Ca Công thức phân tử axits lactic là: (CH3-CH(OH)-COO)2Ca; Thông tin bổ sung: Canxi lactat sử dụng nguồn canxi chất bổ sung canxi Mặc dù nguồn cung cấp canxi trực tiếp từ thực phẩm cách tốt để hấp thụ khoáng chất này, thực phẩm bổ sung cơng cụ hữu ích cho người khơng thể có đủ canxi thơng qua chế độ ăn uống Khi tiêu thụ dạng chất bổ sung, canxi lactat mang lại lợi ích tương tự lợi ích liên quan đến chất bổ sung canxi khác, bao gồm: - Xương khỏe Khi dùng với vitamin D, chất bổ sung canxi cho góp phần vào phát triển trì xương khỏe; - Giảm huyết áp Chế độ ăn giàu canxi giúp giảm nhẹ huyết áp tâm thu (con số cao nhất) người bị huyết áp cao Tuy nhiên, có lợi ích người có mức huyết áp bình thường 43 - Chống lại tiền sản giật Việc hấp thụ nhiều canxi thai kỳ làm giảm nguy tiền sản giật, biến chứng nghiêm trọng ảnh hưởng đến 14% trường hợp mang thai toàn giới - Chống lại ung thư ruột Các nghiên cứu cho thấy lượng canxi cao từ thực phẩm chất bổ sung làm giảm nguy ung thư ruột kết KẾT QUẢ ÁP DỤNG ĐỀ TÀI 3.1 Mục đích thực thực nghiệm Kiểm tra tính đắn giải thuyết khoa học, đánh giá tính khả thi, hiệu giá trị thực tiễn đề tài 3.2 Nội dung kết thực nghiệm Bước 1: Chuẩn bị kế hoạch, giáo án dạy, nhiệm vụ… Bước 2: Tiến hành thực nghiệm Đề tài áp dụng giảng dạy cho học sinh lớp 12 trường THPT Anh Sơn 1, năm học 2021 – 2022 Lớp thực nghiệm: 12T1: 42 học sinh Lớp đối chứng: 12T2: 42 học sinh Kết học tập mơn Hóa học - học kì năm học 2021 – 2022 Lớp Số học sinh 12T1 42 12T2 42 X loại Giỏi 12 (28,57%) 10 (23,81%) X loại Khá 24 (57,14%) 25 (59,52%) X loại TB (14,29%) (16,67%) X loại Yếu, Ghi Nhận xét: Kết học tập mơn Hóa học lớp 12 T1 12T2 đồng Bước 3: Tiến hành khảo sát học sinh: Hình thức 1: Lấy phiếu thăm dò lớp thực nghiệm 12T1 Khảo sát mức độ hứng thú học sinh học mơn Hóa học theo định hướng STEM Em cho biết ý kiến thân học mơn hóa học theo định hướng STEM sau học chủ đề “Kim loại kiểm thổ hợp chất chúng” theo định hướng giáo dục STEM A Say mê (Rất hứng thú) B Hứng thú C Bình thường D Không hứng thú (Đánh dấu (x) vào ô tương ứng 44 Kết quả: - 12/42 (28,6%): chọn Say mê - 25/42 (59,5): chọn hứng thú Say mê - 4/42 (9,5%): chọn bình thường Hứng thú - 01/42 (2,4%): chọn khơng hứng thú Bình thường Khơng hứng thú Biểu đồ khảo sát ý kiến học sinh 12T1 Hình thức 2: Sau áp dụng đề tài lớp 12T1, tổ chức cho học sinh lớp làm khảo sát với nội dung kiến thức chủ yếu liên quan đến chủ đề kim loại kiềm thổ hợp chất chúng kiểm tra định kì (kiểm tra học kì 2) Đối chiếu kết học sinh lớp bảng thống kê đồ thị sau: Bảng tổng hợp kết khảo sát sau dạy chủ đề Điểm