Sử dụng phương pháp grap trong dạy học hóa học vô cơ ở trườngtrung học phổ thông

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ HOA SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP GRAP TRONG DẠY HỌC HĨA HỌC VƠ CƠ Ở TRƢỜNGTRUNG HỌC PHỔ THƠNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: SƢ PHẠM HÓA HỌC GV HƢỚNG DẪN: ThS LÊ THỊ THỌ ĐƠN VỊ CÔNG TÁC: KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN THANH HÓA, THÁNG NĂM 2018 LỜI CẢM ƠN Khoa Khoa Học Tự Nhiên, giảng viên, cán phòng, ban chức Trường Đại học Hồng Đức.Em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành giúp đỡ Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới giáo ThS Lê Thị Thọ người mà trực tiếp hướng dẫn bảo em hồn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn bạn bè em học làm việc lớp K17 sư phạm Hóa Học gia đình động viên, khích lệ, tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình thực hồn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Thanh Hóa, tháng năm 2018 i MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv Phần MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Khách thể đối tượng nghiên cứu Những đóng góp đề tài Phương pháp nghiên cứu Phần NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chƣơng TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP GRAP TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC VÔ CƠ Ở TRƢỜNG THPT 1.1 Lịch sử nghiên cứu vấn đề 1.2 Khái quát chung phương pháp Grap 1.3 Sử dụng phương pháp Grap dạy học hóa học 1.3.1 Sử dụng Grap soạn giảng 1.3.2 Sử dụng Grap để hoạch định cho năm học học kì 1.3.3 Sử dụng Grap để lập kế hoạch ôn tập thi cử 1.3.4 Sử dụng Grap dạy học lớp 1.4 Ý nghĩa phương pháp Grap dạy học 1.5 Nguyên tắc quy trình thiết kế Grap Trong dạy Hóa Học 1.5.1 Nguyên tắc thiết kế Grap 1.5.2 Quy trình thiết kế Grap 1.6 Các hình thức dạy học theo phương phápGrap 18 1.7 Thực trạng sử dụng phương pháp Grap DHHH trường THPT 19 Chƣơng THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP GRAP TRONG DẠY HỌC HĨA HỌC VƠ CƠ Ở TRƢỜNG THPT 20 2.1 Nội dung cấu trúc phần hóa học vơ 20 2.1.1 Chương trình hóa lớp 10 .20 2.1.2 Chương trình hóa lớp 11 21 2.1.3 Chương trình hóa lớp 12 21 2.1.4 Một số điểm cần đặc biệt ý dạy phần hóa học vơ .23 ii 2.2 Thiết kếGrap số hóa học vơ chương trình Hóa Học THPT 23 2.2.1 Grap nội dung phương pháp Axit nitric muối nitrat .23 2.2.2 Grap nội dung phương pháp Photpho 30 2.2.3 Grap nội dung phương pháp Axitphotphoric muối photphat 34 2.2.4 Grap nội dung phương pháp bàiLuyện tập tính chất photpho hợp chất chúng 39 2.2.5 Grap nội dung phương pháp Nhôm 44 2.3 Sử dụng phương pháp Grap nội dung dạy học chương trình Hóa Học THPT 50 Chƣơng KẾT LUẬN 52 3.1 Kết luận 52 3.2 Kiến nghị đề xuất 52 iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT GV: giáo viên HS: học sinh THPT: trung học phổ thơng DHHH: dạy học hóa học PPDH: phương pháp dạy học SGK: sách giáo khoa CN: cơng nghiệp PTN: phịng thí nghiệm CH e: cấu hình e CTPT: cơng thức phân tử CTCT: cơng thức cấu tạo OXH: oxi hóa BT: tập NTK: nguyên tử khối iv Phần MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Nước ta giai đoạn cơng nghiệp hóa, đại hóa hội nhập với cộng đồng quốc tế Trong nghiệp đổi toàn diện đất nước, đổi giáo dục trọng tâm phát triển Nhân tố định thắng lợi côngcuộc công nghiệp hóa, đại hóa hội nhập quốc tế người Cơng đổi địi hỏi nhà trường phải tạo ngườilao động động, sáng tạo làm chủ đất nước, tạo nguồn nhân lực cho xã hội phát triển Sau 20 năm đổi mới, đất nước ta đạt thành tựu to lớn tất mặt kinh tế, giáo dục – đào tạo, khoa học công nghệ, phát triển văn hóa xã hội Bên cạnh thành tựu đạt đó, giáo dục Việt Nam nói chung giáo dục phổ thơng nói riêng cịn tồn nhiều bất cập Phương pháp dạy họctheo lối truyền thụ truyền thống trọng tới việc cung cấp kiến thức, phát huy khả độc lập, chủ động sáng tạo học sinh Việc kiểm tra đánh giá tồn nhiều bất cập rào cản lớn cho việc đổi phương pháp dạy học Cùng với xu hướng đổi trình dạy học, đổi phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự giác chủ động sáng tạo học sinh kĩ vận dụng vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, tạo hứng thú học tập cho học sinh, khắc phục lối truyền thụ chiều kiến thức sẵn có Nếu khơng có giảng phương pháp hợp lý phù hợp với hệ học trò dễ làm cho học sinh thụ động việc tiếp thu, cảm nhận Thực trạng nhiều giáo viên chưa quan tâm mức đến đối tượng giáo dục Hiện tượng dùng đồng loạt cách dạy, giảng cho nhiều lớp, nhiều hệ học trị khơng Với phương pháp giảng dạy này, nhiều người giáo viên trở thành người cảm nhận, truyền thụ tri thức chiều Trước xu hướng đó, nhiều năm qua có nhiều tác giả vận dụng, chuyển hóa phương pháp khoa học, thành tựu công nghệ thành phương pháp dạy học tiến Trong tiếp cận, chuyển hóa phương pháp Grap tốn học thành phương pháp dạy học cách tiếp cận có nhiều triển vọng áp dụng nhiều môn học trường phổ thông Grap lý thuyết có nguồn gốc từ tốn học Sử dụng phương pháp Grap dạy học giúp người học dễ dàng hình dung tồn kiến thức học mối quan hệ chặt chẽ đơn vị kiến thức đó, nhờ việc ghi nhớ tư đạt hiệu cao Hóa học môn khoa học thực nghiệm lý thuyết, bên cạnh việc nắm vững lý thuyết, người học cần phải biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo vấn đề thông qua hoạt động thực nghiệm, thực hành giải bàitập.Đặc biệt hóa học địi hỏi học sinh có kiến thức liên kết nhiều phần, nội dung phần học trước dùng để vận dụng, giải thích dự đoán kiến thức cho phần nội dung kiến thức sau Vì lý mà việc nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng dạy học hóa học đặc biệt quan trọng Trong chương trình Hóa học THPT, Grap nội dung đồng thời vừa phương pháp dạy thầy, vừa phương pháp học trò, phương tiện cầu nối để thống q trình: dạy học.Trong khn khổ viết này, xin mạnh dạn đề xuất ý tưởng: “Sử dụng phƣơng pháp Grap dạy học hóa học vơ trƣờng THPT ” Mục đích nghiên cứu Xây dựng sử dụng phương pháp Grap dạy học Hóa học vơ trường THPT kết hợp tập nhằm phát huy lực nhận thức, tư cho học sinhTHPT Nhiệm vụ nghiên cứu – Nghiên cứu sở lí luận có liên quan đến đề tài như: đổi phương pháp dạy học Hóa học phương pháp dạy học tích cực.Phương pháp Grap dạy học – Xác định nội dung chương trình hóa học vơ trường THPT – Xây dựng Grap nội dung chun đề hóa vơ – Đề xuất phương pháp sử dụng tập kết hợp phương pháp Grap dạy học tổ chức chun đề hóa vơ – Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra đánh giá hiệu việc sử dụng tập hóa học kết hợp với phương pháp Grap dạy học học chun đề hóa vơ Khách thể đối tƣợng nghiên cứu – Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học mơn hóa học trường THPT – Đối tượng nghiên cứu: Sử dụng phương pháp Grap dạy kết hợp với hệ thống tập hóa học dạy học chun đề hóa vơ Những đóng góp đề tài – Tổng quan cách hệ thống sở lí luận đổi phương pháp dạy học Phương pháp GrapdạyhọcvàvậndụngphươngphápGraptrongdạy học hóa học ởtrườngTHPT – Tuyển chọn xây dựng hệ thống BTHH chun đề hóa vơ theo mức độ nhận thức khác để tích cực hóa hoạt động học tập củaHS – Đề xuất phương pháp sử dụng hệ thống BTHH xây dựng để thiết kế Grap nội dung dạy học chun đề hóa vơ Từ tích cựchóahoạtđộnghọctậpcủaHSgópphầnnângcaochấtlượngDHHH Phƣơng pháp nghiên cứu – Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận: Đọc nghiên cứu tài liệu liên quan để xây dựng sở lí thuyết nội dung đề tài, lý thuyết Grap dạy học, cấu trúc logic tài liệu giáo khoav.v… – Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Phương pháp điều tra bản, thực nghiệm sư phạm, phương pháp chuyên gia, phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm – Phương pháp xử lý thông tin: sử dụng phương pháp thống kê nghiên cứu khoa học ứngdụng Phần NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chƣơng 1.TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP GRAP TRONG DẠY HỌC HĨA HỌC VƠ CƠ Ở TRƢỜNG THPT 1.1 Lịch sử nghiên cứu vấn đề Trong nhiều năm qua có nhiều tác giả vận dụng, chuyển hóa phương pháp khoa học, thành tựu công nghệ thành phương pháp dạy học tiến Trong tiếp cận, chuyển hóa phương pháp Grap tốn học thành phương pháp dạy học cách tiếp cận có nhiều triển vọng áp dụng nhiều môn học trường phổ thơng có đóng góp khơng dạy học.Cùng điểm qua khóa luận luận văn sau: – Năm 1970, vận dụng quy luật sáng tạo PP Grap dạy học mớilà: Biến phương pháp khoa học thành PPDH, cố GS.TS Nguyễn Ngọc Quang chọn PP Grap tốn học chuyển thành PPDH thơng qua xử lí sư phạm – Phạm Văn Tư (2003), "Dạy học phương pháp grap góp phần nâng cao chất lượng giảng", (2004), Xây dựng nội dung grap dạy học hóa học lớp 8, 9, 10 phổ thông (2011) Phương pháp Grap dạy học hóa học – Vũ Thị Thu Hồi (2003), Sử dụng phương pháp Grap kết hợp với số biện pháp nâng cao chất lượng ôn tập tổng kết hóa - học lớp 10 trung học phổ thơng, Luận văn thạc sĩ giáo dục học, Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội – Trương Thị Ngọc Anh (2015) “Sử dụng phương pháp Grap dạy học chương trình nhóm Nito – Hóa học lớp 11 nâng cao trung học phổ thơng”, Luận văn thạc sĩ sư phạm Hóa học, Trường Đại học sư phạm Hà Nội 1.2 Khái quát chung phƣơng pháp Grap Lý thuyết Grap gọi lý thuyết sơ đồ đời 250 năm trước, đời lý thuyết chủ yếu nghiên cứu giải tốn có tính chất giải trí tiêu khiển Vào thời điểm đó, lý thuyết Grap phận nhỏ toán học, chưa thu hút ý nhiều nhà khoa học nên thành tựu cịn hạn chế Chỉ đến năm 30 kỷ XX, toán học ứng dụng lý thuyết đồ thị phát triển mạnh lý thuyết Grap thực xem ngành toán học riêng biệt – Theo từ điển Anh – Việt, Grap có nghĩa đồ thị- biểu đồ gồm có đường nhiều đường biểu thị biến thiên đại lượng Nhưng từ Grap lý thuyết Grap lại bắt nguồn từ từ “graphic” có nghĩa tạo hình ảnh rõ ràng, chi tiết, sinh động tư – Trong toán học, “Grap bao gồm tập hợp không rỗng E yếu tố gọi đỉnh tập hợp A yếu tố gọi cạnh Mỗi yếu tố A cặp (không xếp thứ tự) yếu tố rõ rệt E Đó Grap vơ hướng Trong trường hợp Grap định hướng yếu tố A cặp có hướng gọi cung Một đơi hay cặp lựa chọn lần” Trong sơ đồ Grap xếp trật tự trước – sau đỉnh cung (cạnh) có ý nghĩa định; cịn kích thước, hình dáng khơng có ý nghĩa Grap chun ngành toán học đại ứng dụng nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật như: Kinh tế học, tâm lý học, hóa học… Về mặt phương pháp luận, xem phương pháp khoa học thuộc loại riêng rộng, có tính khái qt cao, có tính ổn định vững để mã hóa loại mối quan hệ đối tượng nghiên cứu Ngơn ngữ Grap vừa có tính trực quan – cụ thể, lại vừa trừu tượng- khái quát (biểu đạt sơ đồ) Một ưu đặc biệt Grap mơ hình hóa cấu trúc hoạt động từ đơn giản đến phức tạp, từ quy mô nhỏ đến quy mô lớn… 1.3 Sử dụng phƣơng pháp Grap dạy học hóa học Grap cơng cụ hữu ích giảng dạy học tập bậc tiểu học, trung học, đại học bậc cao học chúng giúp người dạy lẫn người học hệ thống lại kiến thức, trình bày ý tưởng rõ ràng, kích thích sáng tạo, tăng cường khả ghi nhớ, tìm nhiều ý tưởng mới… Dưới đây, chúng tơi xin trình bày số ý tưởng việc sử dụng Grap dạy học 1.3.1 Sử dụng Grap soạn giảng Dùng Grap làm ghi cho giảng cách ứng dụng hữu hiệu So với cách viết soạn giảng theo hình thức Grap nhanh nhiều có ưu điểm lớn là: Cấu tạo (2) TCVL (3) GV: Viết CTPT, CTCT H PO4 ? GV: Cho HS quan sát lọ đựng H PO4 nêu TCVL? HS: Viết CTCT,CTPT HS: Nêu tính chất GV: Xác định số oxh, nhận xét? HS: Trả lời AXIT PHOTPHORIC (1) TCHH (4) Điều chế (5) GV: Nêu pp điều chế H PO4 ? HS: Trả lời GV: Hướng dẫn HS viết pt điện li H3 PO4 GV: Lưu ý H3 PO4 khơng có tính oxh Nêu tính axit, viết ptpu? HS: Nêu tính chất, viết ptpu GV:Thơng báo H3 PO4 tác dụng nhiệt.Hãy viết ptpu? Muối Photphat (6) GV: Có loại muối photphat, cho ví dụ? HS: Dựa pu điện li trả lời Nhận biết ion PO43- (8) Tính chất (7) GV: Hãy nêu tính tan muối, viết pt thủy phân? GV: Làm TN AgNO3 + Na3PO4 HS: Nêu tượng, giải thích viết ptpu HS: Trả lời, viết ptpu 38 2.2.4 Grap nội dung phƣơng pháp luyện tập tính chất photpho hợp chất chúng Bƣớc 1: Tổ chức đỉnh  Đơn chất photpho NTK: 31 Độ âm điện: 2,19 Cấu hình e: 1s22s22p63s23p3 P Các số oxi hóa: -3, 0, +3,+5 + P có hai dạng thù hình : P đỏ Ptrắng − Tính chấthóahọc P: +Tính khử: Td O2, Cl2 (số oxh tăng +3,+5) +Tính oxi hóa: Td với kim loại (số oxh giảm -3)  Axit photphoric − Là axit ba nấc có độ mạnh trung bình, khơng có tính oxihóa − H3PO4 H4P2O7 HPO3 − Tác dụng với dung dịch kiềm tạo ba muốiphotphat  Muốiphotphat − Muối H2PO4-, HPO42- : muối photphataxit − Muối PO43-: muối photphat trunghịa − Tính tan: tất muối đihiđrophotphat tan trongnước Muối hidrophotphat photphat trung hịa có muối Na+ K+, NH4+ dễ tan Muối kim loại khác íttan − Phản ứng thủy phân: muối photphat tan bị thủy phân dungdịch − Nhận biết ion photphat: thuốc thử: AgNO3, tượng: tạo kết tủa vàng Phương trình ion rút gọn: 3Ag+ + PO43- →Ag3PO4 39 Bƣớc 2+ 3: Mã hóa kiến thức chốt xếp chúng vào đỉnh TCHH P (2) (1) P NTK: 31 Tính khử: 2P + O2 Độ âm điện: 2,19 2P + 3O2 CHE: 1s 2s 2 p6 3s p3 t0 t0 PO P2O3 Tính oxh: Ca + P t0 Ca3 P2 Số oxh: -3, 0, +3, +5 TCHH axit (4) - Tính axit: Axit ba lần axit, độ mạnh trungbình H3PO4 H+ + H2 PO4 H3PO4 2H+ + HPO42 Axit photphoric (2) CTPT: H3PO4 H- O 3H+ + PO43 H3PO4 H- O H3PO4làm quỳ hóa dỏ, tác dụng với bazo, oxit bazo, muối, kim loại P=O H- O -P có số oxh +5 nên H3PO4 bền, khó bị khử, khơng có tính oxh -Tác dụng nhiệt: 200 – 2500C H3PO4 H2P2O7 t t0 Muối Photphat (6) H2P2O7 + H2O Muối H2 PO4 HPO3 + H2O Muối HPO42 Muối PO43 Nhận biết PO43-(8) -Thuốc thử: AgNO3 -Hiện tượng: Kết tủa vàng 3Ag+ + PO43- → Ag3PO4 40 Bƣớc 4: Lập cung hoàn thiện Grap TCHH P (2) (1) P NTK: 31 Tính khử: 2P + O2 Độ âm điện: 2,19 2P + 3O2 CHE: 1s 2s 2 p6 3s p3 t0 t0 PO P2O3 Tính oxh: Ca + P t0 Ca3 P2 Số oxh: -3, 0, +3, +5 TCHH axit (4) Axit photphoric (2) - Tính axit: Axit ba lần axit, độ mạnh trungbình H3PO4 H+ + H2 PO4 H3PO4 2H+ + HPO42 CTPT: H3PO4 H- O H- O 3H+ + PO43 H3PO4 P=O H3PO4làm quỳ hóa dỏ, tác dụng với bazo, oxit bazo, muối, kim loại H- O -P có số oxh +5 nên H3PO4 bền, khó bị khử, khơng có tính oxh -Tác dụng nhiệt: 200 – 2500C H3PO4 H2P2O7 Muối Photphat (6) Muối H2 PO4 Muối HPO Muối PO t0 H2P2O7 + H2O t0 HPO3 + H2O Nhận biết PO43-(8) -Thuốc thử: AgNO3 -Hiện tượng: Kết tủa vàng 3Ag+ + PO43- → Ag3PO4 41 Grap phƣơng pháp A.Chuẩn kiến thức kĩnăng Kiến thức − Củng cố kiến thức tính chất vật lí, hố học, điều chế ứng dụng photpho số hợp chất phot Kĩ – Vận dụng kiến thức học để giải loại tập: – Nhậnbiết – Hoàn thành chuỗi phản ứng – Điềuchế – Giải tập dựa vào phương trình phản ứng Phát triển lực − Phát triển lực phát triển giải vấnđề: + Biết cách nghiên cứu BT để phát mâu thuẫn phát biểu rõ vấn đề cần giải + Đề xuất cách giải hướng − Phát triển lực sángtạo: + Biết tự nghiên cứu, tự phát vấn đề cần giải + Biết đề xuất phương án giải lạ hướng để giải vấn đề + Biết tự xây dựng quy trình mới, nhiều quy trình để giải BT thành công Chuẩn bị − Grap nội dung luyện tập: tính chất photpho hợpchất − Hệ thống câu hỏi bàitập Bài 1: Nêu điểm khác cấu tạo nguyên tử nitơ photpho ? Bài 2: Viết phương trình phản ứng dạng phân tử ion rút gọn : 42 a K3PO4+Ba(NO3)2 b Na3PO4 +Al2(SO4)3 c Ca(H2PO4)2+Ca(OH)2 d Na2HPO4 +NaOH e Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2( tỉ lệ 1:1 ) f Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2 (tỉ lệ 1:2 ) Bài 3:Cho 44g NaOH vào dung dịch chứa 39,2g H3PO4 Sau phản ứng xảy hồn tồn, đem dung dịch đến cạn khô Hỏi muối tạo thành? Khối lượng bao nhiêu? HD: nNaOH= 44/40 nH3PO4 =39,2/98 Lập tỉ lệ nNaOH/ nH3PO4 => muối tạo thành => số mol => khối lượng muối Bài 4:Từ quặng photphorit, điều chế axit photphoric theo sơ đồ sau: Quặng photphorit t , SiO2 ,C P to P2O5 H3PO4 - Viết ptpu xảy ra? − Tính khối lượng quặng photphorit 73% Ca3 ( PO4 )2 cần thiết để điều chế H3PO450% Hiệu suất trình 90%? Bài 5: Cho 12,4g P tác dụng hồn tồn với oxi , sau cho toàn lượng P2O5 hoà tan vào 80ml dd NaOH 25% (d= 1,28) Tính nồng độ % dung dịch muối sau phản ứng? Hƣớngdẫn: 0,4mol 4P + 5O2 to 2P2O5 0,2mol nNaOH = 0,64 mol P2O5 + NaOH tạo loại muối tuỳ thuộc vào tỉ lệmol nNaOH 0,64 = =3,2 nP2O5 0, 43 => 2