H Ộ I HOÁ H Ọ C NGH Ệ AN - H Ộ I TH Ả O KHOA H Ọ C QU Ố C GIA - KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH D Ạ Y H Ọ C HOÁ H Ọ C VÀ KHOA H Ọ C T Ự NHIÊN ĐÁP Ứ NG M Ụ C TIÊU PHÁT TRI Ể N PH Ẩ M CH ẤT VÀ NĂNG LỰ C H Ọ C SINH K Ỷ NI ỆM 60 NĂM THÀNH LẬ P KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021) NAY LÀ TRƯỜNG SƯ PHẠ M – TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH 52 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC TRONG DẠY HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌ C SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Constructing and applying chemistry experiments in teaching to develop problem-solving capacity for High school student Đặ ng Th ị Thu ậ n An 1+ Lê Văn Dũng 1 Tr ầ n H ữ u Hanh 2 Nguy ễn Đăng Quả ng 3 1 Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Sư ph ạ m - Đ ạ i H ọ c Hu ế 2 Trườ ng THPT C ử a Tùng, t ỉ nh Qu ả ng Tr ị 3 Trườ ng THCS-THP B ế n H ả i, t ỉ nh Qu ả ng tr ị + E-mail tác gi ả liên h ệ : dtthuanan@hueuni edu vn ABSTRACT Experiments hold an important role in Chemistry teaching in High school 2018 General Education Program aim to develop the quality and capacity for students including problem solving Thus, constructing and applying chemistry experiments to develop problem solving capacity for high school students is crucial From results of status surveys serve as scientific basic to identify and process of development of chemistry experiments system for each topic This paper has proposed solutions to develop problem solving capacity for students and analyze signs of criteria of the mentioned capacity using chemistry experiments and problem-solving capacity evaluation tool Keywords Chemistry, capacity, chemistry experiments, High school 1 M ở đầ u Hóa h ọ c là môn khoa h ọ c có s ự k ế t h ợ p ch ặ t ch ẽ gi ữ a lí thuy ế t và th ự c nghi ệ m v ới đặc điể m n ổ i b ậ t là coi tr ọ ng th ự c hành thí nghi ệ m (TN) Trong quá trình d ạ y h ọ c hóa h ọ c, TN gi ữ vai trò đặ c bi ệ t quan tr ọ ng và là m ộ t b ộ ph ậ n không th ể tách r ờ i Trong xu hướng đổ i m ớ i giáo d ụ c hi ệ n nay, khi yêu c ầu tăng cườ ng phát tri ển năng lự c (NL) cho HS, tăng kh ả năng vậ n d ụ ng ki ế n th ứ c vào th ự c t ế cho HS, chuy ể n t ừ l ố i h ọ c n ặ ng v ề ti ế p thu ki ế n th ứ c sang v ậ n d ụ ng ki ế n th ứ c thì TN l ạ i càng quan tr ọ ng TN v ừ a là n ề n t ả ng c ủ a vi ệ c d ạ y h ọ c, giúp HS ti ế p thu ki ế n th ứ c chính xác và v ữ ng ch ắ c, v ừ a là c ầ u n ố i gi ữ a lý thuy ế t và th ự c ti ễ n, t ạ o h ứ ng thú h ọ c t ậ p cho HS, giúp HS yêu thích b ộ môn hóa h ọ c Chương trình GDPT tổ ng th ể c ủ a B ộ GD- ĐT [1] đã xác đị nh 10 NL c ố t lõi c ầ n phát tri ể n cho HS ph ổ thông trong đó có năng lự c gi ả i quy ế t v ấn đề ( NLGQVĐ ) Theo chương trình giáo dụ c ph ổ thông t ổ ng th ể , m ụ c tiêu c ủ a giáo d ụ c ph ổ thông là phát tri ể n ph ẩ m ch ấ t và NL ngườ i h ọ c thông qua n ộ i dung giáo d ụ c v ớ i các ki ế n th ức, kĩ năng cơ bả n, thi ế t th ự c, hi ện đại; hài hòa đứ c, trí, th ể, mĩ; chú trọ ng th ự c H Ộ I HOÁ H Ọ C NGH Ệ AN - H Ộ I TH Ả O KHOA H Ọ C QU Ố C GIA - KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH D Ạ Y H Ọ C HOÁ H Ọ C VÀ KHOA H Ọ C T Ự NHIÊN ĐÁP Ứ NG M Ụ C TIÊU PHÁT TRI Ể N PH Ẩ M CH ẤT VÀ NĂNG LỰ C H Ọ C SINH K Ỷ NI ỆM 60 NĂM THÀNH LẬ P KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021) NAY LÀ TRƯỜNG SƯ PHẠ M – TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH 53 hành, v ậ n d ụ ng ki ế n th ức, kĩ năng đã học để gi ả i các quy ế t v ấn đề trong h ọ c t ập và đờ i s ống Để th ự c hi ện đượ c m ục tiêu này, đò i h ỏ i giáo viên (GV) không ch ỉ d ạ y cho HS ki ế n th ứ c m à c ò n c ầ n ch ú tr ọ ng r è n luy ện kĩ năng thự c h à nh, bi ế t v ậ n d ụ ng ki ế n th ức, kĩ năng đã họ c vào gi ả i quy ế t các v ấn đề th ự c ti ễ n Chương trình giáo dụ c ph ổ thông môn Hóa h ọc 2018 đã kế th ừa và phát huy ưu điể m c ủa chương trình hi ệ n hành, đề cao tính th ự c ti ễn; giúp HS có kĩ năng thực hành TN, kĩ năng vậ n d ụ ng ki ế n th ứ c ho á h ọ c vào vi ệ c tìm hi ể u và gi ả i quy ế t m ộ t s ố v ấn đề c ủ a th ự c ti ễn, đáp ứng đượ c yêu c ầ u c ủ a cu ộ c s ố ng [2] Tuy nhiên, vi ệ c s ử d ụ ng TN trong vi ệ c d ạ y h ọ c môn Hóa h ọ c ở nhi ều trườ ng ph ổ thông hi ệ n nay v ẫn chưa đượ c chú tr ọng đúng mứ c, ch ỉ mang tính hình th ức, đố i phó Bên c ạnh đó điề u ki ệ n v ề cơ sở v ậ t ch ấ t - kĩ thuậ t, trang thi ế t b ị , hóa ch ất… chưa được đáp ứng đầy đủ, chưa đả m b ả o ch ất lượng để th ự c hi ện đúng yêu cầ u d ạ y h ọ c th ự c nghi ệ m c ủ a b ộ môn Vi ệ c có m ộ t h ệ th ố ng TN và s ử d ụ ng trong d ạ y h ọ c môn hóa h ọ c theo chương trình 2018 là c ầ n thi ế t, giúp GV tăng cườ ng s ử d ụ ng TN trong các gi ờ h ọ c nh ằm nâng cao NLGQVĐ cho HS 2 N ộ i dung 2 1 M ộ t s ố khái ni ệ m 2 1 1 Thí nghi ệ m hóa h ọ c Theo T ừ điể n ti ế ng Vi ệt, TN có 2 nghĩa: nghĩa thứ nh ấ t là “gây ra mộ t hi ện tượ ng, m ộ t s ự bi ến đổ i nào đó trong điề u ki ện xác định để quan sát, tìm hi ể u, nghiên c ứ u, ki ể m tra hay ch ứ ng minh; nghĩa thứ hai là “làm thử để rút kinh nghi ệm” [3] Theo tác gi ả Tr ịnh Văn Biề u [4] : “TN là mộ t ph ầ n c ủ a hi ệ n th ự c khách qua n đượ c tái hi ệ n l ạ i trong nh ững điề u ki ện đặ c bi ệt trong đó con ngườ i có th ể ch ủ động điề u khi ể n các y ế u t ố tác độ ng vào quá trình x ảy ra để ph ụ c v ụ cho các m ục đích nhất đị nh TN giúp con ngườ i g ạ t b ỏ nh ữ ng cái ph ụ , không b ả n ch ất để tìm ra các b ả n ch ấ t c ủ a s ự v ậ t hi ện tượng TN giúp con ngườ i tìm ra các quy lu ậ t ẩ n náu trong t ự nhiên, ki ể m ch ứ ng, làm sáng t ỏ nh ữ ng gi ả thuy ế t khoa h ọc” Khái ni ệ m TN trong d ạ y h ọ c hóa h ọ c ở trường THPT là “thự c hi ệ n các ph ả n ứ ng, quá trình hóa h ọ c ph ụ c v ụ cho vi ệ c d ạ y h ọ c hóa h ọc” Trong d ạ y h ọ c môn Hóa h ọ c, thí nghi ệ m là ngu ồ n tri th ứ c m ớ i; luy ệ n t ậ p các ki ế n th ức và kĩ năng ; m ở r ộ ng nh ữ ng ki ế n th ức đã họ c bi ế n ki ế n th ứ c thành v ố n riêng cho HS Thí nghi ệ m còn là hình th ứ c để HS v ậ n d ụ ng ki ế n th ứ c vào th ự c ti ễ n, làm ch ủ đượ c ki ế n th ứ c, t ạo đượ c ni ề m tin cho b ả n thân, tăng h ứ ng thú h ọ c t ậ p môn h ọ c Các thí nghi ệ m hóa h ọ c còn đượ c s ử d ụng như mộ t công c ụ h ữ u ích trong vi ệc đánh giá năng lự c HS 2 1 2 Năng lực và năng lự c gi ả i quy ế t v ấn đề Theo Ph ạ m Minh H ạc: “NL là đặc điể m tâm lí cá nhân đáp ứng đượ c nh ững đòi hỏ i c ủ a ho ạ t độ ng nh ất định nào đó và là điề u ki ện để th ự c hi ệ n có k ế t qu ả ho ạt động đó” [5] Theo Đinh Thị H ồ ng Minh v ới quan điểm: “NL là khả năng thự c hi ệ n có hi ệ u qu ả và có trách nhi ệm các hành độ ng, gi ả i quy ế t các nhi ệ m v ụ , v ấn đề thu ộc lĩnh vự c ngh ề nghi ệ p, xã h ộ i hay cá nhân trong nh ữ ng tình hu ố ng khác nhau trên cơ sở k ế t h ợ p s ự hi ể u bi ết, kĩ năng, kĩ xả o và kinh nghi ệ m [6] Chương trình giáo dụ c ph ổ thông t ổ ng th ể [1] đưa ra định nghĩa: “ NL là thu ộ c tính cá nhân đượ c hình thành, phát tri ể n nh ờ t ố ch ấ t s ẵ n có và quá trình h ọ c t ậ p, rèn luy ện, cho phép con người huy độ ng H Ộ I HOÁ H Ọ C NGH Ệ AN - H Ộ I TH Ả O KHOA H Ọ C QU Ố C GIA - KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH D Ạ Y H Ọ C HOÁ H Ọ C VÀ KHOA H Ọ C T Ự NHIÊN ĐÁP Ứ NG M Ụ C TIÊU PHÁT TRI Ể N PH Ẩ M CH ẤT VÀ NĂNG LỰ C H Ọ C SINH K Ỷ NI ỆM 60 NĂM THÀNH LẬ P KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021) NAY LÀ TRƯỜNG SƯ PHẠ M – TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH 54 t ổ ng h ợ p các ki ế n th ức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứ ng thú, ni ề m tin, ý chí, th ự c hi ệ n thành công m ộ t lo ạ i ho ạt độ ng nh ất đị nh, nh ằm đạ t k ế t qu ả mong mu ố n trong nh ững điề u ki ệ n c ụ th ể” NLGQVĐ là NL hoạt động trí tuệ của HS khi đứng trước những tình huống, những bài tập cụ thể, có mục tiêu, có tính hướng đích cao đòi hỏi phải huy động khả năng tư duy nhằm tìm ra vấn đề cần giải quyết Theo [1] , NLGQVĐ và sáng tạo trong dạy học được xác định là khả năng: Nhận ra ý tưởng mới; Phát hiện và làm rõ vấn đề; Hình thành và triển khai ý tưởng mới; Đề xuất, lựa chọn giải pháp; Thiết kế và tổ chức hoạt động; Tư duy độc lập Chúng tôi đã xác định cấu trúc NLGQVĐ của HS thông qua thí nghiệm hóa học (TNHH) ở Bảng 2 1 B ả ng 2 1 C ấu trúc NLGQVĐ c ủ a HS THPT trong s ử d ụ ng TNHH NL thành phần Các tiêu chí của NL Phát hiện và làm rõ vấn đề cần giải quyết trong TNHH 1 Phân tích tình huống trong TNHH 2 Phát hiện và nêu tình huống có vấn đề trong TNHH Đề xuất, lựa chọn giải pháp GQVĐ 3 Thu thập và làm rõ các thông tin liên quan đến TNHH 4 Đề xuất và phân tích một số giải pháp GQVĐ; lựa chọn giải pháp phù hợp nhất cho TNHH Thiết kế và tổ chức hoạt động 5 Lập kế hoạch hoạt động, thiết kế TNHH 6 Tổ chức thực hiện TNHH 7 Điều chỉnh kế hoạch và thực hiện kế hoạch trong TNHH Đánh giá kết quả thực hiện 8 Nhận xét đánh giá vấn đề vừa giải quyết trong TNHH 2 2 Th ự c tr ạ ng c ủ a th ự c hành thí nghi ệ m trong d ạ y h ọ c Hóa h ọ c Chúng tôi đã k h ả o sát th ự c tr ạ ng s ử d ụ ng TNHH trong d ạ y h ọ c môn Hóa h ọ c c ủ a 285 GV d ạ y môn Hóa h ọ c c ấ p THPT [7], cho th ấ y a) V ề m ức độ GV s ử d ụ ng TN trong d ạ y h ọ c thông qua các ki ể u bài lên l ớ p Hình 2 1 T ỉ l ệ m ức độ GV s ử d ụ ng TN trong d ạ y h ọ c thông qua các ki ể u bài lên l ớ p Trong d ạ ng bài truy ề n th ụ ki ế n th ứ c m ới, có 27,7% GV thườ ng xuyên s ử d ụng TN nhưng 70,2% GV thỉ nh tho ả ng s ử d ụ ng TNHH Vi ệ c s ử d ụ ng TNHH v ẫ n t ậ p trung vào bài th ự c hành b) V ề m ức độ GV s ử d ụ ng các hình th ứ c TN trong quá trình d ạ y h ọ c 1 1 Truyền thụ kiến thức mới 1 2 Luyện tập 1 3 Thực hành 75 4 70 2 0 Thường xuyên Thỉnh thoảng Chưa bao giờ H Ộ I HOÁ H Ọ C NGH Ệ AN - H Ộ I TH Ả O KHOA H Ọ C QU Ố C GIA - KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH D Ạ Y H Ọ C HOÁ H Ọ C VÀ KHOA H Ọ C T Ự NHIÊN ĐÁP Ứ NG M Ụ C TIÊU PHÁT TRI Ể N PH Ẩ M CH ẤT VÀ NĂNG LỰ C H Ọ C SINH K Ỷ NI ỆM 60 NĂM THÀNH LẬ P KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021) NAY LÀ TRƯỜNG SƯ PHẠ M – TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH 55 Hình 2 2 T ỉ l ệ m ức độ GV s ử d ụ ng các hình th ứ c TN trong quá trình d ạ y h ọ c Ph ần đông GV đề u s ử d ụ ng TN th ự c hành c ủa HS (56,5%) nhưng có 30,5% GV chưa bao giờ s ử d ụ ng TN ngo ạ i khóa, tr ả i nghi ệ m trong quá trình d ạ y h ọ c GV v ẫ n quen s ử d ụ ng các hình th ức như TN biể u di ễ n hay TN th ự c hành c ủa HS nhưng chưa sử d ụng TN để giúp HS khám phá tri th ức để tr ả i nghi ệ m hay m ở r ộ ng ki ế n th ứ c c) V ề m ức độ GV s ử d ụ ng các lo ạ i phương tiệ n tr ự c quan Hình 2 3 M ứ c độ các lo ại phương tiệ n tr ực quan GV thườ ng dùng GV thườ ng s ử d ụ ng phim TN v ớ i t ỉ l ệ 57,2% cao hơn so vớ i s ử d ụ ng TN ả o hay mô ph ỏ ng 38,6% S ử d ụ ng mô hình và m ẫ u v ậ t ch ỉ chi ế m 29,1% ở m ức thường xuyên Qua đó, có thể th ấy đượ c s ự đa dạ ng các lo ạ i phương ti ệ n tr ự c quan GV đã đượ c GV s ử d ụ ng d) V ề m ức độ GV s ử d ụ ng các công c ụ đánh giá khi sử d ụ ng TNHH trong d ạ y h ọ c 2 1 TN biểu diễn của GV 2 2 TN nghiên cứu của HS 2 3 TN thực hành của HS 2 4 TN ngoại khóa, trải nghiệm 11 9 56 5 4 9 73 41 1 64 6 15 1 2 4 30 5 Thường xuyên Thỉnh thoảng Chưa bao giờ 5 1 TN với dụng cụ, hóa… ảnh, vẽ 5 3 Mô hình, mẫu vật 5 4 Phim thí nghiệm 5 5 TN ảo, mô phỏng 48 8 42 5 29 1 57 2 51 2 57 5 70 9 42 8 61 4 0 0 0 0 Chưa bao giờ Thỉnh thoảng Thường xuyên H Ộ I HOÁ H Ọ C NGH Ệ AN - H Ộ I TH Ả O KHOA H Ọ C QU Ố C GIA - KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH D Ạ Y H Ọ C HOÁ H Ọ C VÀ KHOA H Ọ C T Ự NHIÊN ĐÁP Ứ NG M Ụ C TIÊU PHÁT TRI Ể N PH Ẩ M CH ẤT VÀ NĂNG LỰ C H Ọ C SINH K Ỷ NI ỆM 60 NĂM THÀNH LẬ P KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021) NAY LÀ TRƯỜNG SƯ PHẠ M – TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH 56 Hình 2 4 T ỉ l ệ m ức độ GV s ử d ụ ng các công c ụ đánh giá M ức độ GV s ử d ụ ng hình th ứ c quan sát v ớ i t ỉ l ệ cao chi ếm 59,6% (thườ ng xuyên), h ồ s ơ họ c t ậ p và phi ếu đánh giá theo tiêu chí rấ t nhi ều GV chưa bao giờ s ử d ụ ng v ớ i t ỉ l ệ 31,3% và 29,1%, HS t ự đánh giá cũng đượ c s ử d ụ ng v ớ i t ỉ l ệ tương đố i th ấp 14,4% (thườ ng xuyên) cho th ấ y vi ệ c s ử d ụ ng các công c ụ đánh giá khi s ử d ụ ng TN trong d ạ y h ọ c hóa h ọ c c ần đượ c GV b ổ sung T ừ k ế t qu ả kh ả o sát và t ừ nh ững đề xu ấ t c ủ a GV v ề vi ệ c s ử d ụ ng TNHH trong d ạ y h ọ c hóa h ọ c nh ằ m phát tri ể n NL cho HS t ậ p trung ch ủ y ế u vào các n ộ i dung sau: C ầ n xây d ự ng h ệ th ố ng TNHH theo ch ủ đề d ạ y h ọ c c ủa chương trình GDPT 2018; Để phát tri ể n NL cho HS c ầ n thi ế t có h ệ th ố ng bài t ậ p th ự c nghi ệ m theo các ch ủ đề Ngoài ra, để phát tri ể n NL hóa h ọ c cho HS THPT thông qua s ử d ụ ng TNHH trong d ạ y h ọ c c ầ n s ử d ụ ng các phương pháp d ạ y h ọ c phù h ợ p [7] 2 3 Quy trình xây d ự ng h ệ th ố ng thí nghi ệ m hóa h ọ c cho t ừ ng ch ủ đề Xây d ự ng h ệ th ố ng TNHH có n ộ i dung phù h ợ p, khoa h ọ c là m ộ t trong nh ữ ng y ế u t ố t ạ o nên hi ệ u qu ả d ạ y h ọ c Quy trình xây d ự ng h ệ th ố ng thí nghi ệ m g ồ m: Bướ c 1: Xác đị nh m ụ c tiêu c ủ a TNHH Vi ệc xác đị nh m ục tiêu trướ c h ế t ph ả i d ựa trên chương trình, yêu cầ u c ần đạ t v ớ i các m ức độ nh ậ n th ứ c phù h ợ p Bướ c 2: L ự a ch ọ n nh ữ ng thí nghi ệ m có n ộ i dung phù h ợ p v ới YCCĐ Thu th ậ p, x ử lí các thông tin liên quan đế n n ộ i dung c ủ a TNHH Thu th ậ p, h ệ th ố ng hóa các thông tin t ừ các ngu ồ n h ọ c li ệu, đề xu ất ý tưở ng xây d ự ng Bướ c 3: Xây d ự ng h ệ th ố ng TNHH, xây d ự ng n ộ i dung c ủ a các thí nghi ệ m Ví d ụ 1: Xây d ự ng h ệ th ố ng TNHH ch ủ đề: ” H ợ p ch ấ t carbonyl (Aldehyde – Ketone – Carboxylic acid ” (Hóa 11) 6 2 Đánh giá sản phẩm 6 3 Bài kiểm tra tự đánh 6 5 Phiếu đánh giá theo tiêu chí 6 6 Hồ sơ học tập 59 6 43 2 26 3 14 4 12 3 39 4 54 57 5 63 9 58 6 52 6 1 16 1 21 7 29 1 31 3 Chưa bao giờ Thỉnh thoảng Thường xuyên Tên thí nghiệm Mục tiêu gợi ý 1 Ph ả n ứ ng v ớ i thu ố c th ử Tollens (ph ả n ứ ng tráng b ạ c) Chứng minh được tính khử của aldehyde Phản ứng nhận biết aldehyde 2 Aldehyde ph ả n ứ ng v ớ i copper(II) hydroxide trong môi trườ ng base Phản ứng nhận biết aldehyde Chứng minh được tính khử của aldehyde H Ộ I HOÁ H Ọ C NGH Ệ AN - H Ộ I TH Ả O KHOA H Ọ C QU Ố C GIA - KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH D Ạ Y H Ọ C HOÁ H Ọ C VÀ KHOA H Ọ C T Ự NHIÊN ĐÁP Ứ NG M Ụ C TIÊU PHÁT TRI Ể N PH Ẩ M CH ẤT VÀ NĂNG LỰ C H Ọ C SINH K Ỷ NI ỆM 60 NĂM THÀNH LẬ P KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021) NAY LÀ TRƯỜNG SƯ PHẠ M – TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH 57 Bướ c 4 : S ử d ụ ng thí nghi ệ m trong d ạ y h ọ c theo hướ ng phát tri ể n NL GQVĐ Bướ c 5: Rà soát, ch ỉ nh s ử a, b ổ sung và hoàn ch ỉ nh TNHH Ví d ụ minh h ọ a [8] : Dựa trên yêu cầu cần đạt của chương trình môn Hóa học 2018 đối với chủ đề “ H ợp chất carbonyl “Aldehyde – Ketone – C arboxylic acid” : Thực hiện được thí nghiệm điều chế ethyl acetate (hoặc quan sát qua video thí nghiệm); mô tả được các hiện tượng thí nghiệm và giải thích được tính chất hoá học của carboxylic acid Thí nghiệm điều chế ethyl acetate a) Mục tiêu: Trình bày được tính chất hoá học cơ bản của carboxylic acid - phản ứng ester hóa b) D ụ ng c ụ và hóa ch ấ t: - Giá s ắt, đèn cồ n, c ố c thu ỷ tinh l ớ n, ố ng nghi ệ m, ố ng d ẫ n khí, nút cao su có khoan l ỗ - Ethanol (C 2 H 5 OH), acetic acid (CH 3 COOH), sulfuric acid đặ c (H 2 SO 4 ), dung d ị ch sodium chloride bão hoà (NaCl), n ước đá c) Ti ế n hành: Bước 1: Cho vào ống nghiệm 2 ml ethanol và 2 ml acetic acid Cho tiếp 2 ml dung dịch H 2 SO 4 đậm đặc, vừa cho vừa lắc ống nghiệm Cho thêm vài viên đá bọt vào ống nghiệm Đậy ống nghiệm bằng nút có ống dẫn khí xuyên qua Bước 2: Lắp ống nghiệm điều chế vào giá sắt như Hình 2 5 Ống nghiệm thu sản phẩm có cho sẵn 5 - 10 giọt dung dịch NaCl bão hoà và được đặt trong 1 cốc nước đá Hình 2 5 Phản ứng ester hóa 3 Đi ề u ch ế iodoform (CHI 3 ) Tìm hiểu tính chất ho á học đặc trưng của hợp chất carbonyl dạng metyl ketone Phương pháp điều chế iodoform (CHI 3 ) trong phòng thí nghiệm 4 Đ i ề u ch ế acetic acid t ừ mu ố i acetate Ch ứ ng minh tính acid c ủ a CH 3 COOH y ế u hơn so v ớ i (acid) H 2 SO 4 Phương pháp điề u ch ế acetic acid trong phòng thí nghi ệ m 5 Ph ả n ứ ng c ủ a acetic acid v ớ i qu ỳ tím, sodium carbonate Tìm hi ể u m ộ t s ố tính ch ấ t c ủ a carboxylic acid 6 Tính ch ấ t c ủ a acetic acid Ch ứ ng minh tính acid c ủ a acetic acid (CH 3 COOH), tính b ề n c ủ a acetic acid v ớ i ch ấ t oxi hoá ở nhi ệt độ thườ ng 7 Đ i ề u ch ế ethyl acetate Trình bày được tính chất hoá học cơ bản của carboxylic acid- phản ứng ester hóa Ethanol + acetic acid + H 2 SO 4đđ Nước đá H Ộ I HOÁ H Ọ C NGH Ệ AN - H Ộ I TH Ả O KHOA H Ọ C QU Ố C GIA - KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH D Ạ Y H Ọ C HOÁ H Ọ C VÀ KHOA H Ọ C T Ự NHIÊN ĐÁP Ứ NG M Ụ C TIÊU PHÁT TRI Ể N PH Ẩ M CH ẤT VÀ NĂNG LỰ C H Ọ C SINH K Ỷ NI ỆM 60 NĂM THÀNH LẬ P KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021) NAY LÀ TRƯỜNG SƯ PHẠ M – TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH 58 Bước 3: Dùng đèn cồn hơ nóng đều ống nghiệm rồi đun tập trung ở đáy Khi ống nghiệm thu có 1 ml chất lỏng thì ngừng đun Đưa ống nghiệm thu sản phẩm ra khỏi cốc Bước 4: Q uan sát trạng thái của sản phẩm Lấy tay phẩy nhẹ trên miệng ống nghiệm và nhận xét mùi sản phẩm d) Các câu hỏi thảo luận: 1 Vai trò của dung dịch H 2 SO 4 đặc? Tại sao không cho quá dư dung dịch H 2 SO 4 đặc? 2 Tại sao phải cho dung dịch NaCl bão hoà vào hỗn hợp sản phẩm? 3 Vai trò của đá bọt? 4 Để nâng cao hiệu suất của phản ứng có thể áp dụng các biện pháp nào? e) H ọ c sinh quan sát thí nghi ệ m Nh ậ n xét hi ện tượ ng, rút ra b ả n ch ấ t c ủ a ph ả n ứ ng Carboxylic acid tác d ụ ng v ớ i alcohol t ạ o s ả n ph ẩ m là ester (Ethyl ethanoate, có mùi thơm) và nước Ester t ạ o thành t ừ ph ả n ứ ng c ủ a carboxylic acid tác d ụ ng v ớ i alcohol g ọ i là ph ả n ứ ng ester hóa 2 4 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua sử dụng thí nghiệm Hóa học trong dạy học các chủ đề Ví dụ 2: Trong bài “PHENOL” ở hoạt động “Tìm hiểu tính chất hóa học” a) Mục tiêu - Trình bày được tính chất hoá học cơ bản của phenol: Phản ứng thế H ở nhóm – OH (tính acid: thông qua phản ứng với sodium hydroxide, sodium carbonate), phản ứng thế ở vòng thơm (tác dụng với nước bromine, với acid HNO 3 đặc trong H 2 SO 4 đặc) b) Sản phẩm hoạt động - Mô tả được hiện tượng TN của phenol, viết phương trình hóa học, giải thích - HS hoàn thành báo cáo TN (hoàn thành sau khi thực hiện các TN) Từ đó, thảo luận đưa ra giải thích c) Tổ chức thực hiện ❖ Chuyển giao nhiệm vụ học tập (GV) ❖ Thực hiện và báo cáo nhiệm vụ và báo cáo kết quả (HS) Hoạt động n ghiên cứu tính chất ho á học cơ bản của phenol - Chia lớp thành các nhóm ( khoảng 5 - 6 HS) - Từ đặc điểm cấu tạo của phenol, kết hợp kiến thức bài a lcoho l, yêu cầu các nhóm dự đoán phenol có tác dụng được với sodium hydroxide không? - Phát phiếu thực hiện TN và dụng cụ hóa chất cho các nhóm - Di chuyển về các nhóm, nhận dụng cụ và hóa chất - Tiến hành TN, ghi lại hiện tượng, giải thích, viết PTHH và kết luận phenol tác dụng với sodium hydroxide vào phiếu chung của nhóm CH 3 C O O H + H O C 2 H 5 CH 3 C O O C 2 H 5 + O H 2 H 2 SO 4 H Ộ I HOÁ H Ọ C NGH Ệ AN - H Ộ I TH Ả O KHOA H Ọ C QU Ố C GIA - KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH D Ạ Y H Ọ C HOÁ H Ọ C VÀ KHOA H Ọ C T Ự NHIÊN ĐÁP Ứ NG M Ụ C TIÊU PHÁT TRI Ể N PH Ẩ M CH ẤT VÀ NĂNG LỰ C H Ọ C SINH K Ỷ NI ỆM 60 NĂM THÀNH LẬ P KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021) NAY LÀ TRƯỜNG SƯ PHẠ M – TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH 59 Yêu cầu HS thảo luận và tiến hành TN ▪ Báo cáo, đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập - GV yêu cầu đại diện nhóm trình bày kết quả của nhóm, nhóm khác nhận xét - GV phát bảng tiêu chí đánh giá cho các nhóm, chiếu bảng mô tả hiện tượng, giải thích, để HS tự đánh giá - GV đối chiếu kết quả TN với dự đoán ở các hoạt động trên để đi đến kết luận chung ▪ Đánh giá quá trình - GV đánh giá thông qua quan sát (bài tập trên phiếu học tập, thảo luận, trình bày), thông qua vấn đáp (đặt câu hỏi kiểm tra HS hiểu nhiệm vụ, khi HS trình bày tự đánh giá, giải thích TN) - HS tự đánh giá bằng bảng kiểm và đối chiếu với đáp án của GV PHIẾU HƯỚNG DẪN TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Cách tiến hành Thí nghiệm 1: Phenol phản ứng với sodium hydroxide Cho 6 - 7 giọt phenol nguyên chất (hoặc vài tinh thể phenol) vào ống nghiệm chứa 3 ml nước Lắc mạnh ống nghiệm Để yên, quan sát khả năng tan của phenol trong nước Nhỏ từng giọt dung dịch sodium hydroxide có pha phenolphthalein vào ống nghiệm trên Vừa cho vừa lắc ống nghiệm đồng thời quan sát hiện tượng Khi dung dịch đã trong suốt, dùng ống thuỷ tinh sục dòng khí CO 2 vào ống nghiệm Quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra, viết phương trình phản ứng minh hoạ [9] Phân tích các biểu hiện của tiêu chí năng lực giải quyết vấn đề thông qua thí nghiệm hóa học sử dụng trong bài học TC 1 Phân tích tình huống trong TNHH - Phenol có nhóm – OH gi ố ng alcohol Alcohol không phản ứng với sodium hydroxide TC 2 Phát hi ệ n v ấn đề c ầ n gi ả i quy ế t - Phenol có tính ch ấ t gi ố ng alcohol hay không? Dựa vào đặc điểm cấu tạo để dự đoán tính chất khác alcohol TC 3 Thu thập và làm rõ các thông tin liên quan đến TNH H - Ảnh hưởng của các nhóm thế đến tính acid của phenol Nhóm đẩy electron ( - CH 3 , - OH) TC 4 Đề xuất và phân tích một số giải pháp GQVĐ; lựa chọn giải pháp phù hợp nhất cho TNHH Nguyên nhân nào gây ra tính acid c ủ a phenol? Nhóm th ế có ảnh hưởng như th ế nào đế n tính ch ấ t hóa h ọ c? TC5: Lập kế hoạch hoạt động, thiết kế TNHH Thực hiện thảo luận nhóm để làm thí nghiệm theo hướng dẫn TC 6 Tổ chức thực hiện TNHH TC 7: Điều chỉnh kế hoạch và thực hiện kế hoạch trong TNHH Tiến hành điều kế hoạch sau khi thảo luận, góp ý và thực hiện kế hoạch trong TNHH TC 8 Nhận xét đánh giá vấn đề vừa giải quyết trong TNHH Dung dịch phân thành 2 lớp Dung dịch kiềm có pha phenolphthalein khi cho vào dung dịch trên sẽ mất màu hồng trở thành dung dịch trong suốt Sản phẩm tạo thành tan trong nước H Ộ I HOÁ H Ọ C NGH Ệ AN - H Ộ I TH Ả O KHOA H Ọ C QU Ố C GIA - KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH D Ạ Y H Ọ C HOÁ H Ọ C VÀ KHOA H Ọ C T Ự NHIÊN ĐÁP Ứ NG M Ụ C TIÊU PHÁT TRI Ể N PH Ẩ M CH ẤT VÀ NĂNG LỰ C H Ọ C SINH K Ỷ NI ỆM 60 NĂM THÀNH LẬ P KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021) NAY LÀ TRƯỜNG SƯ PHẠ M – TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH 60 C 6 H 5 OH (aq) + NaOH (aq) ⎯⎯ → C 6 H 5 ONa (aq) + H 2 O (l) Khi dùng dòng khí CO 2 thổi vào làm dung dịch bị đục Do C 6 H 5 ONa sẽ tác dụng với CO 2 để tạo trở lại phenol không tan làm đục nước CO 2 (g) + H 2 O (l) + C 6 H 5 ONa (aq) ⎯⎯ → C 6 H 5 OH (aq) + NaHCO 3 (aq) 2 5 Đề xu ấ t công c ụ đánh giá năng lự c gi ả i quy ế t v ấn đề c ủ a h ọ c sinh Để đánh giá được NLGQVĐ củ a HS, GV c ần xác định được các tiêu chí đánh giá từ ng NL c ụ th ể cũng như các mức độ bi ể u hi ệ n c ủ a các tiêu chí c ủ a NL tương ứ ng, t ừ đó xác đị nh công c ụ đánh giá phù h ợ p và thi ế t k ế công c ụ đánh giá Ví d ụ : Phi ếu đánh giá theo tiêu chí của NL GQVĐ thông qua TNHH cho HS THPT Trường THPT Ngày tháng năm Đối tượng quan sát:……… L ớ p Nhóm Tên bài h ọ c Tiêu chí Các m ứ c đ ộ c ủ a tiêu chí M ứ c 1 M ứ c 2 M ứ c 3 M ứ c 4 1 Phân tích tình hu ố ng trong TNHH 2 Phát hi ệ n và nêu tình hu ố ng có v ấ n đ ề trong TNHH 3 Thu th ậ p và làm rõ các thông tin liên quan đ ế n TNHH 4 Đ ề xu ấ t và phân tích m ộ t s ố gi ả i pháp GQVĐ; l ự a ch ọ n gi ả i pháp phù h ợ p nh ấ t cho TNHH 5 L ậ p k ế ho ạ ch ho ạ t đ ộ ng, thi ế t k ế TNHH 6 T ổ ch ứ c th ự c hi ệ n TNHH 7 Đi ề u ch ỉ nh k ế ho ạ ch và th ự c hi ệ n k ế ho ạ ch trong TNHH 8 Nh ậ n xét đánh giá v ấ n đ ề v ừ a gi ả i quy ế t trong TNHH 3 K ế t lu ậ n Để phát tri ển đượ c NL GQVĐ cho HS THPT thông qua t ổ ch ứ c TNHH, c ầ n có s ự th ố ng nh ấ t t ừ vi ệc xác đị nh m ụ c tiêu, xây d ự ng n ộ i dung, l ậ p k ế ho ạ ch t ổ ch ứ c - th ự c hi ệ n k ế ho ạ ch và ki ểm tra đánh giá năng lực Trong đó trọ ng tâm là xây d ự ng n ộ i dung và t ổ ch ứ c các ho ạt độ ng th ự c hành TN Thông qua vi ệ c tham gia các ho ạt độ ng th ự c hành TN, HS phát tri ển đượ c NL GQVĐ Thông qua thí nghi ệ m, HS ch ủ độ ng tìm tòi, phát hi ệ n gi ả i quy ế t nhi ệ m v ụ nh ậ n th ứ c và v ậ n d ụ ng linh ho ạ t, sáng t ạ o các ki ế n th ức kĩ năng Tuy nhiên, vi ệ c d ạ y h ọ c THTN nh ằ m phát tri ể n NL GQVĐ cho HS là quá trình lâu dài, th ự c hi ệ n d ầ n qua m ỗ i gi ờ h ọ c nói chung và th ự c hành TN nói riêng và để th ự c hi ện đượ c c ầ n s ự n ỗ l ự c c ủa ngườ i H Ộ I HOÁ H Ọ C NGH Ệ AN - H Ộ I TH Ả O KHOA H Ọ C QU Ố C GIA - KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH D Ạ Y H Ọ C HOÁ H Ọ C VÀ KHOA H Ọ C T Ự NHIÊN ĐÁP Ứ NG M Ụ C TIÊU PHÁT TRI Ể N PH Ẩ M CH ẤT VÀ NĂNG LỰ C H Ọ C SINH K Ỷ NI ỆM 60 NĂM THÀNH LẬ P KHOA HOÁ H ỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021) NAY LÀ TRƯỜNG SƯ PHẠ M – TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C VINH 61 GV và s ự chu ẩ n b ị tích c ự c c ủa HS cũng như sự ủ ng h ộ t ạo điề u ki ệ n th ự c hi ệ n c ủ a các l ực lượ ng liên quan Tài li ệ u tham kh ả o [1] B ộ GD- ĐT (2018) Chương trình giáo dụ c ph ổ thông - Chương trình tổ ng th ể Thông tư 32 củ a 32/2018/TT- BGDĐT [2] B ộ GD- ĐT (2018) Chương trình giáo dụ c ph ổ thông môn Hóa h ọ c Thông tư 32 củ a 32/2018/TT- BGDĐT [3] T ừ điể n ti ế ng Vi ệ t (2003) Nhà xu ấ t b ản Đà Nẵ ng [4] Tr ịnh Văn Biề u, Lê Tr ọ ng T í n, Trang Th ị Lân, V ũ Th ị Thơ, Trầ n Th ị Vân (2001) Xây d ự ng h ệ th ố ng th í nghi ệ m th ự c h à nh l ý lu ậ n d ạ y h ọ c ho á h ọ c , Thông b á o khoa h ọ c c ủ a c ác trường đạ i h ọ c, H à n ộ i [5] Ph ạ m Minh H ạ c (2001) Tâm lí h ọ c NXB Giáo d ụ c [6] Đinh Thị H ồ ng Minh (2013) Phát tri ển năng lực độ c l ậ p sáng t ạo cho sinh viên đạ i h ọc Kĩ thuậ t thông qua d ạ y h ọ c hóa h ữu cơ Lu ậ n án ti ến sĩ Giáo dụ c h ọ c, Vi ệ n Khoa h ọ c Giáo d ụ c Vi ệ t Nam [7] Đặ ng Th ị Thu ậ n An, Nguy ễ n Th ị Phương Linh, Lê Trọng Dũng (2021) Th ự c tr ạ ng s ử d ụ ng thí nghi ệ m nh ằ m phát tri ển năng lự c cho h ọ c sinh trong d ạ y h ọ c hóa h ọ c ở trườ ng trung h ọ c ph ổ thông T ạ p chí Khoa h ọ c xã h ội và nhân văn Đạ i h ọ c Hu ế , t ậ p 130 s ố 6E (2021) [8] Đặ ng Th ị Thu ậ n An (2021) Chìa khóa phát tri ển năng lự c th ự c hành hóa h ọ c Sách chuyên kh ả o, Nhà xu ấ t b ản Đạ i h ọ c Hu ế [9] Nguy ễn Cương, Nguyễn Xuân Trườ ng, Nguy ễ n Th ị S ửu, Đặ ng Th ị Oanh, Hoàng Văn Côi, Trầ n Trung Ninh Th ự c hành Thí nghi ệm phương pháp dạ y h ọ c hoá h ọ c NXB Đạ i h ọc Sư phạ m Hà N ộ i, 2005
Trang 1ẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC HỌC SINH
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC TRONG DẠY HỌC
NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Constructing and applying chemistry experiments in teaching to develop problem-solving
capacity for High school student
Đặng Thị Thuận An1+
Lê Văn Dũng1
Trần Hữu Hanh2
Nguyễn Đăng Quảng3
1Trường Đại học Sư phạm - Đại Học Huế
2Trường THPT Cửa Tùng, tỉnh Quảng Trị
3Trường THCS-THP Bến Hải, tỉnh Quảng trị
+E-mail tác giả liên hệ: dtthuanan@hueuni.edu.vn
ABSTRACT Experiments hold an important role in Chemistry teaching
in High school 2018 General Education Program aim to develop the quality and capacity for students including problem solving Thus, constructing and applying chemistry experiments to develop problem solving capacity for high school students is crucial
From results of status surveys serve as scientific basic to identify and process of development of chemistry experiments system for each topic This paper has proposed solutions to develop problem solving capacity for students and analyze signs of criteria of the mentioned capacity using chemistry experiments and problem-solving capacity evaluation tool
Keywords
Chemistry, capacity,
chemistry experiments,
High school
1 Mở đầu
Hóa học là môn khoa học có sự kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực nghiệm với đặc điểm nổi
bật là coi trọng thực hành thí nghiệm (TN) Trong quá trình dạy học hóa học, TN giữ vai trò đặc biệt quan
trọng và là một bộ phận không thể tách rời Trong xu hướng đổi mới giáo dục hiện nay, khi yêu cầu tăng cường phát triển năng lực (NL) cho HS, tăng khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế cho HS, chuyển
từ lối học nặng về tiếp thu kiến thức sang vận dụng kiến thức thì TN lại càng quan trọng TN vừa là nền
tảng của việc dạy học, giúp HS tiếp thu kiến thức chính xác và vững chắc, vừa là cầu nối giữa lý thuyết
và thực tiễn, tạo hứng thú học tập cho HS, giúp HS yêu thích bộ môn hóa học
Chương trình GDPT tổng thể của Bộ GD-ĐT [1] đã xác định 10 NL cốt lõi cần phát triển cho HS
phổ thông trong đó có năng lực giải quyết vấn đề (NLGQVĐ) Theo chương trình giáo dục phổ thông
tổng thể, mục tiêu của giáo dục phổ thông là phát triển phẩm chất và NL người học thông qua nội dung giáo dục với các kiến thức, kĩ năng cơ bản, thiết thực, hiện đại; hài hòa đức, trí, thể, mĩ; chú trọng thực
Trang 2ẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC HỌC SINH
Ỷ NIỆM 60 NĂM THÀNH LẬP KHOA HOÁ HỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021)
hành, vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải các quyết vấn đề trong học tập và đời sống Để thực
hiện được mục tiêu này, đòi hỏi giáo viên (GV) không chỉ dạy cho HS kiến thức mà còn cần chú trọng
rèn luyện kĩ năng thực hành, biết vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học vào giải quyết các vấn đề thực
tiễn
Chương trình giáo dục phổ thông môn Hóa học 2018 đã kế thừa và phát huy ưu điểm của chương trình hiện hành, đề cao tính thực tiễn; giúp HS có kĩ năng thực hành TN, kĩ năng vận dụng kiến thức hoá
học vào việc tìm hiểu và giải quyết một số vấn đề của thực tiễn, đáp ứng được yêu cầu của cuộc sống [2]
Tuy nhiên, việc sử dụng TN trong việc dạy học môn Hóa học ở nhiều trường phổ thông hiện nay
vẫn chưa được chú trọng đúng mức, chỉ mang tính hình thức, đối phó Bên cạnh đó điều kiện về cơ sở
vật chất - kĩ thuật, trang thiết bị, hóa chất… chưa được đáp ứng đầy đủ, chưa đảm bảo chất lượng để
thực hiện đúng yêu cầu dạy học thực nghiệm của bộ môn
Việc có một hệ thống TN và sử dụng trong dạy học môn hóa học theo chương trình 2018 là cần thiết, giúp GV tăng cường sử dụng TN trong các giờ học nhằm nâng cao NLGQVĐ cho HS
2 Nội dung
2.1 Một số khái niệm
2.1.1 Thí nghiệm hóa học
Theo Từ điển tiếng Việt, TN có 2 nghĩa: nghĩa thứ nhất là “gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định để quan sát, tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh; nghĩa thứ hai là “làm thử để rút kinh nghiệm” [3]
Theo tác giả Trịnh Văn Biều [4]: “TN là một phần của hiện thực khách quan được tái hiện lại trong những điều kiện đặc biệt trong đó con người có thể chủ động điều khiển các yếu tố tác động vào quá trình xảy ra để phục vụ cho các mục đích nhất định TN giúp con người gạt bỏ những cái phụ, không
bản chất để tìm ra các bản chất của sự vật hiện tượng TN giúp con người tìm ra các quy luật ẩn náu trong tự nhiên, kiểm chứng, làm sáng tỏ những giả thuyết khoa học”
Khái niệm TN trong dạy học hóa học ở trường THPT là “thực hiện các phản ứng, quá trình hóa
học phục vụ cho việc dạy học hóa học”
Trong dạy học môn Hóa học, thí nghiệm là nguồn tri thức mới; luyện tập các kiến thức và kĩ năng;
mở rộng những kiến thức đã học biến kiến thức thành vốn riêng cho HS Thí nghiệm còn là hình thức
để HS vận dụng kiến thức vào thực tiễn, làm chủ được kiến thức, tạo được niềm tin cho bản thân, tăng
hứng thú học tập môn học Các thí nghiệm hóa học còn được sử dụng như một công cụ hữu ích trong
việc đánh giá năng lực HS
2.1.2 Năng lực và năng lực giải quyết vấn đề
Theo Phạm Minh Hạc: “NL là đặc điểm tâm lí cá nhân đáp ứng được những đòi hỏi của hoạt động nhất định nào đó và là điều kiện để thực hiện có kết quả hoạt động đó” [5] Theo Đinh Thị Hồng Minh với quan điểm: “NL là khả năng thực hiện có hiệu quả và có trách nhiệm các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề thuộc lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trong những tình huống khác nhau trên cơ sở kết hợp sự hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm [6]
Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể [1] đưa ra định nghĩa: “NL là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động
Trang 3ẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC HỌC SINH
tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí, thực
hiện thành công một loại hoạt động nhất định, nhằm đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ
thể”
NLGQVĐ là NL hoạt động trí tuệ của HS khi đứng trước những tình huống, những bài tập cụ thể,
có mục tiêu, có tính hướng đích cao đòi hỏi phải huy động khả năng tư duy nhằm tìm ra vấn đề cần giải quyết
Theo [1], NLGQVĐ và sáng tạo trong dạy học được xác định là khả năng: Nhận ra ý tưởng mới; Phát hiện và làm rõ vấn đề; Hình thành và triển khai ý tưởng mới; Đề xuất, lựa chọn giải pháp; Thiết kế
và tổ chức hoạt động; Tư duy độc lập Chúng tôi đã xác định cấu trúc NLGQVĐ của HS thông qua thí nghiệm hóa học (TNHH) ở Bảng 2.1
Bảng 2.1 Cấu trúc NLGQVĐ của HS THPT trong sử dụng TNHH
Phát hiện và làm rõ vấn đề
cần giải quyết trong TNHH
1 Phân tích tình huống trong TNHH
2 Phát hiện và nêu tình huống có vấn đề trong TNHH
Đề xuất, lựa chọn giải
pháp GQVĐ
3 Thu thập và làm rõ các thông tin liên quan đến TNHH
4 Đề xuất và phân tích một số giải pháp GQVĐ; lựa chọn giải pháp phù hợp nhất cho TNHH
Thiết kế và tổ chức hoạt
động
5 Lập kế hoạch hoạt động, thiết kế TNHH
6 Tổ chức thực hiện TNHH
7 Điều chỉnh kế hoạch và thực hiện kế hoạch trong TNHH
Đánh giá kết quả thực hiện 8 Nhận xét đánh giá vấn đề vừa giải quyết trong TNHH
2.2 Thực trạng của thực hành thí nghiệm trong dạy học Hóa học
Chúng tôi đã khảo sát thực trạng sử dụng TNHH trong dạy học môn Hóa học của 285 GV dạy môn Hóa học cấp THPT [7], cho thấy
a) Về mức độ GV sử dụng TN trong dạy học thông qua các kiểu bài lên lớp
Hình 2.1 Tỉ lệ mức độ GV sử dụng TN trong dạy học thông qua các kiểu bài lên lớp
Trong dạng bài truyền thụ kiến thức mới, có 27,7% GV thường xuyên sử dụng TN nhưng 70,2% GV thỉnh thoảng sử dụng TNHH Việc sử dụng TNHH vẫn tập trung vào bài thực hành
b) Về mức độ GV sử dụng các hình thức TN trong quá trình dạy học
1.1 Truyền thụ kiến thức mới 1.2 Luyện tập 1.3 Thực hành
75.4
70.2
0
Trang 4ẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC HỌC SINH
Ỷ NIỆM 60 NĂM THÀNH LẬP KHOA HOÁ HỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021)
Hình 2.2 Tỉ lệ mức độ GV sử dụng các hình thức TN trong quá trình dạy học
Phần đông GV đều sử dụng TN thực hành của HS (56,5%) nhưng có 30,5% GV chưa bao giờ sử
dụng TN ngoại khóa, trải nghiệm trong quá trình dạy học GV vẫn quen sử dụng các hình thức như TN biểu
diễn hay TN thực hành của HS nhưng chưa sử dụng TN để giúp HS khám phá tri thức để trải nghiệm hay
mở rộng kiến thức
c) Về mức độ GV sử dụng các loại phương tiện trực quan
Hình 2.3 Mức độ các loại phương tiện trực quan GV thường dùng
GV thường sử dụng phim TN với tỉ lệ 57,2% cao hơn so với sử dụng TN ảo hay mô phỏng 38,6% Sử
dụng mô hình và mẫu vật chỉ chiếm 29,1% ở mức thường xuyên Qua đó, có thể thấy được sự đa dạng các
loại phương tiện trực quan GV đã được GV sử dụng
d) Về mức độ GV sử dụng các công cụ đánh giá khi sử dụng TNHH trong dạy học
2.1 TN biểu diễn của GV 2.2 TN nghiên cứu của HS 2.3 TN thực hành của HS khóa, trải nghiệm2.4 TN ngoại
11.9
56.5
4.9
73
41.1
64.6
15.1
2.4
30.5
Thường xuyên Thỉnh thoảng Chưa bao giờ
5.1 TN với dụng cụ, hóa…
5.3 Mô hình, mẫu vật 5.4 Phim thí nghiệm 5.5 TN ảo, mô phỏng
48.8 42.5 29.1
57.2
51.2 57.5 70.9 42.8
61.4
0 0
0 0 Chưa bao giờ Thỉnh thoảng Thường xuyên
Trang 5ẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC HỌC SINH
Hình 2.4 Tỉ lệ mức độ GV sử dụng các công cụ đánh giá
Mức độ GV sử dụng hình thức quan sát với tỉ lệ cao chiếm 59,6% (thường xuyên), hồ sơ học tập và phiếu đánh giá theo tiêu chí rất nhiều GV chưa bao giờ sử dụng với tỉ lệ 31,3% và 29,1%, HS tự đánh giá cũng được sử dụng với tỉ lệ tương đối thấp 14,4% (thường xuyên) cho thấy việc sử dụng các công cụ đánh giá khi sử dụng TN trong dạy học hóa học cần được GV bổ sung
Từ kết quả khảo sát và từ những đề xuất của GV về việc sử dụng TNHH trong dạy học hóa học
nhằm phát triển NL cho HS tập trung chủ yếu vào các nội dung sau: Cần xây dựng hệ thống TNHH theo
chủ đề dạy học của chương trình GDPT 2018; Để phát triển NL cho HS cần thiết có hệ thống bài tập thực nghiệm theo các chủ đề Ngoài ra, để phát triển NL hóa học cho HS THPT thông qua sử dụng TNHH trong
dạy học cần sử dụng các phương pháp dạy học phù hợp [7]
2.3 Quy trình xây dựng hệ thống thí nghiệm hóa học cho từng chủ đề
Xây dựng hệ thống TNHH có nội dung phù hợp, khoa học là một trong những yếu tố tạo nên hiệu quả dạy học Quy trình xây dựng hệ thống thí nghiệm gồm:
Bước 1: Xác định mục tiêu của TNHH
Việc xác định mục tiêu trước hết phải dựa trên chương trình, yêu cầu cần đạt với các mức độ nhận
thức phù hợp
Bước 2: Lựa chọn những thí nghiệm có nội dung phù hợp với YCCĐ Thu thập, xử lí các thông tin liên quan đến nội dung của TNHH Thu thập, hệ thống hóa các thông tin từ các nguồn học liệu, đề
xuất ý tưởng xây dựng
Bước 3: Xây dựng hệ thống TNHH, xây dựng nội dung của các thí nghiệm
Ví dụ 1: Xây dựng hệ thống TNHH chủ đề: ”Hợp chất carbonyl (Aldehyde – Ketone – Carboxylic acid” (Hóa 11)
6.2 Đánh giá sản phẩm 6.3 Bài kiểm tra
tự đánh 6.5 Phiếu đánh giá theo tiêu chí
6.6 Hồ sơ học tập
59.6 43.2
26.3 14.4 12.3
39.4
54 57.5 63.9 58.6 52.6
1
16.1 21.7 29.1 31.3
Chưa bao giờ Thỉnh thoảng Thường xuyên
1 Phản ứng với thuốc thử Tollens
(phản ứng tráng bạc)
Chứng minh được tính khử của aldehyde Phản ứng nhận biết aldehyde
2 Aldehyde phản ứng với
copper(II) hydroxide trong môi
trường base
Phản ứng nhận biết aldehyde Chứng minh được tính khử của aldehyde
Trang 6ẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC HỌC SINH
Ỷ NIỆM 60 NĂM THÀNH LẬP KHOA HOÁ HỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021)
Bước 4: Sử dụng thí nghiệm trong dạy học theo hướng phát triển NLGQVĐ
Bước 5: Rà soát, chỉnh sửa, bổ sung và hoàn chỉnh TNHH
Ví dụ minh họa [8]:
Dựa trên yêu cầu cần đạt của chương trình môn Hóa học 2018 đối với chủ đề “Hợp chất carbonyl
“Aldehyde – Ketone – Carboxylic acid”: Thực hiện được thí nghiệm điều chế ethyl acetate (hoặc quan sát qua video thí nghiệm); mô tả được các hiện tượng thí nghiệm và giải thích được tính chất hoá học của carboxylic acid
Thí nghiệm điều chế ethyl acetate
a) Mục tiêu: Trình bày được tính chất hoá học cơ bản của carboxylic acid- phản ứng ester hóa b) Dụng cụ và hóa chất:
- Giá sắt, đèn cồn, cốc thuỷ tinh lớn, ống nghiệm, ống dẫn khí, nút cao su có khoan lỗ
- Ethanol (C2H5OH), acetic acid (CH3COOH), sulfuric acid đặc (H2SO4), dung dịch sodium chloride bão hoà (NaCl), nước đá
c) Tiến hành:
Bước 1: Cho vào ống nghiệm 2 ml ethanol và 2 ml acetic acid Cho tiếp 2 ml dung dịch H2SO4
đậm đặc, vừa cho vừa lắc ống nghiệm Cho thêm vài viên đá bọt vào ống nghiệm Đậy ống nghiệm bằng nút có ống dẫn khí xuyên qua
Bước 2: Lắp ống nghiệm điều chế vào giá sắt như Hình 2.5 Ống nghiệm thu sản phẩm có cho sẵn 5 - 10 giọt dung dịch NaCl bão hoà và được đặt trong 1 cốc nước đá
Hình 2.5 Phản ứng ester hóa
3 Điều chế iodoform (CHI3) Tìm hiểu tính chất hoá học đặc trưng của hợp chất
carbonyl dạng metyl ketone Phương pháp điều chế iodoform (CHI3) trong phòng thí nghiệm
4 Điều chế acetic acid từ muối
acetate
Chứng minh tính acid của CH3COOH yếu hơn so với (acid) H2SO4 Phương pháp điều chế acetic acid trong phòng thí nghiệm
5 Phản ứng của acetic acid với quỳ
tím, sodium carbonate
Tìm hiểu một số tính chất của carboxylic acid
6 Tính chất của acetic acid Chứng minh tính acid của acetic acid (CH3COOH), tính
bền của acetic acid với chất oxi hoá ở nhiệt độ thường
7 Điều chế ethyl acetate Trình bày được tính chất hoá học cơ bản của carboxylic
acid- phản ứng ester hóa
Ethanol + acetic acid + H2SO4đđ
Nước đá
Trang 7ẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC HỌC SINH Bước 3: Dùng đèn cồn hơ nóng đều ống nghiệm rồi đun tập trung ở đáy Khi ống nghiệm thu có
1 ml chất lỏng thì ngừng đun Đưa ống nghiệm thu sản phẩm ra khỏi cốc
Bước 4: Quan sát trạng thái của sản phẩm Lấy tay phẩy nhẹ trên miệng ống nghiệm và nhận xét mùi sản phẩm
d) Các câu hỏi thảo luận:
1 Vai trò của dung dịch H2SO4đặc? Tại sao không cho quá dư dung dịch H2SO4đặc?
2 Tại sao phải cho dung dịch NaCl bão hoà vào hỗn hợp sản phẩm?
3 Vai trò của đá bọt?
4 Để nâng cao hiệu suất của phản ứng có thể áp dụng các biện pháp nào?
e) Học sinh quan sát thí nghiệm Nhận xét hiện tượng, rút ra bản chất của phản ứng
Carboxylic acid tác dụng với alcohol tạo sản phẩm là ester (Ethyl ethanoate, có mùi thơm) và nước
Ester tạo thành từ phản ứng của carboxylic acid tác dụng với alcohol gọi là phản ứng ester hóa 2.4 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua sử dụng thí nghiệm Hóa học trong dạy học các chủ đề
Ví dụ 2: Trong bài “PHENOL” ở hoạt động “Tìm hiểu tính chất hóa học”
a) Mục tiêu
- Trình bày được tính chất hoá học cơ bản của phenol: Phản ứng thế H ở nhóm –OH (tính acid: thông qua phản ứng với sodium hydroxide, sodium carbonate), phản ứng thế ở vòng thơm (tác dụng với nước bromine, với acid HNO3đặc trong H2SO4đặc)
b) Sản phẩm hoạt động
- Mô tả được hiện tượng TN của phenol, viết phương trình hóa học, giải thích
- HS hoàn thành báo cáo TN (hoàn thành sau khi thực hiện các TN) Từ đó, thảo luận đưa ra giải thích
c) Tổ chức thực hiện
❖ Chuyển giao nhiệm vụ học tập
(GV)
❖ Thực hiện và báo cáo nhiệm vụ và
báo cáo kết quả (HS) Hoạt động nghiên cứu tính chất hoá học cơ bản của phenol
- Chia lớp thành các nhóm (khoảng 5 - 6
HS)
- Từ đặc điểm cấu tạo của phenol, kết hợp
kiến thức bài alcohol, yêu cầu các nhóm dự
đoán phenol có tác dụng được với sodium
hydroxide không?
- Phát phiếu thực hiện TN và dụng cụ hóa
chất cho các nhóm
- Di chuyển về các nhóm, nhận dụng cụ và hóa chất
- Tiến hành TN, ghi lại hiện tượng, giải thích, viết PTHH và kết luận phenol tác dụng với sodium hydroxide vào phiếu chung của nhóm
CH3 C
O
O H
+
H O C2H5
CH3 C
O
O C2H5
H2SO4
Trang 8ẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC HỌC SINH
Ỷ NIỆM 60 NĂM THÀNH LẬP KHOA HOÁ HỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021)
Yêu cầu HS thảo luận và tiến hành TN
▪ Báo cáo, đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu đại diện nhóm trình bày kết quả của nhóm, nhóm khác nhận xét
- GV phát bảng tiêu chí đánh giá cho các nhóm, chiếu bảng mô tả hiện tượng, giải thích, để HS tự đánh giá
- GV đối chiếu kết quả TN với dự đoán ở các hoạt động trên để đi đến kết luận chung
▪ Đánh giá quá trình
- GV đánh giá thông qua quan sát (bài tập trên phiếu học tập, thảo luận, trình bày), thông qua vấn đáp (đặt câu hỏi kiểm tra HS hiểu nhiệm vụ, khi HS trình bày tự đánh giá, giải thích TN)
- HS tự đánh giá bằng bảng kiểm và đối chiếu với đáp án của GV
PHIẾU HƯỚNG DẪN TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
Cách tiến hành Thí nghiệm 1: Phenol phản ứng với sodium hydroxide
Cho 6 - 7 giọt phenol nguyên chất (hoặc vài tinh thể phenol) vào ống nghiệm chứa 3 ml nước Lắc mạnh ống nghiệm Để yên, quan sát khả năng tan của phenol trong nước
Nhỏ từng giọt dung dịch sodium hydroxide có pha phenolphthalein vào ống nghiệm trên Vừa cho vừa lắc ống nghiệm đồng thời quan sát hiện tượng Khi dung dịch đã trong suốt, dùng ống thuỷ tinh sục dòng khí CO2 vào ống nghiệm
Quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra, viết phương trình phản ứng minh hoạ [9]
Phân tích các biểu hiện của tiêu chí năng lực giải quyết vấn đề thông qua thí nghiệm hóa học sử dụng trong bài học
TC 1 Phân tích tình huống trong TNHH
- Phenol có nhóm –OH giống alcohol Alcohol không phản ứng với sodium hydroxide
TC 2 Phát hiện vấn đề cần giải quyết
- Phenol có tính chất giống alcohol hay không? Dựa vào đặc điểm cấu tạo để dự đoán tính chất khác alcohol
TC 3 Thu thập và làm rõ các thông tin liên quan đến TNHH
- Ảnh hưởng của các nhóm thế đến tính acid của phenol Nhóm đẩy electron (- CH3, - OH)
TC 4 Đề xuất và phân tích một số giải pháp GQVĐ; lựa chọn giải pháp phù hợp nhất cho TNHH Nguyên nhân nào gây ra tính acid của phenol? Nhóm thế có ảnh hưởng như thế nào đến tính chất hóa học?
TC5: Lập kế hoạch hoạt động, thiết kế TNHH
Thực hiện thảo luận nhóm để làm thí nghiệm theo hướng dẫn
TC 6 Tổ chức thực hiện TNHH
TC 7: Điều chỉnh kế hoạch và thực hiện kế hoạch trong TNHH
Tiến hành điều kế hoạch sau khi thảo luận, góp ý và thực hiện kế hoạch trong TNHH
TC 8 Nhận xét đánh giá vấn đề vừa giải quyết trong TNHH
Dung dịch phân thành 2 lớp Dung dịch kiềm có pha phenolphthalein khi cho vào dung dịch trên
sẽ mất màu hồng trở thành dung dịch trong suốt Sản phẩm tạo thành tan trong nước
Trang 9ẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC HỌC SINH
C6H5OH(aq) + NaOH(aq) ⎯⎯→C6H5ONa(aq) + H2O(l) Khi dùng dòng khí CO2thổi vào làm dung dịch bị đục Do C6H5ONa sẽ tác dụng với CO2để tạo trở lại phenol không tan làm đục nước
CO2(g) + H2O(l) + C6H5ONa(aq)⎯⎯→ C6H5OH(aq) + NaHCO3(aq) 2.5 Đề xuất công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
Để đánh giá được NLGQVĐ của HS, GV cần xác định được các tiêu chí đánh giá từng NL cụ thể cũng như các mức độ biểu hiện của các tiêu chí của NL tương ứng, từ đó xác định công cụ đánh giá phù hợp và thiết kế công cụ đánh giá
Ví dụ: Phiếu đánh giá theo tiêu chí của NL GQVĐ thông qua TNHH cho HS THPT
Trường THPT Ngày tháng năm
Đối tượng quan sát:……… Lớp Nhóm
Tên bài học
Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 4
1 Phân tích tình huống trong TNHH
2 Phát hiện và nêu tình huống có vấn đề trong
TNHH
3 Thu thập và làm rõ các thông tin liên quan đến
TNHH
4 Đề xuất và phân tích một số giải pháp GQVĐ; lựa
chọn giải pháp phù hợp nhất cho TNHH
5 Lập kế hoạch hoạt động, thiết kế TNHH
6 Tổ chức thực hiện TNHH
7 Điều chỉnh kế hoạch và thực hiện kế hoạch trong
TNHH
8 Nhận xét đánh giá vấn đề vừa giải quyết trong
TNHH
3 Kết luận
Để phát triển được NLGQVĐ cho HS THPT thông qua tổ chức TNHH, cần có sự thống nhất từ
việc xác định mục tiêu, xây dựng nội dung, lập kế hoạch tổ chức - thực hiện kế hoạch và kiểm tra đánh giá năng lực Trong đó trọng tâm là xây dựng nội dung và tổ chức các hoạt động thực hành TN Thông qua việc tham gia các hoạt động thực hành TN, HS phát triển được NLGQVĐ Thông qua thí nghiệm,
HS chủ động tìm tòi, phát hiện giải quyết nhiệm vụ nhận thức và vận dụng linh hoạt, sáng tạo các kiến
thức kĩ năng
Tuy nhiên, việc dạy học THTN nhằm phát triển NLGQVĐ cho HS là quá trình lâu dài, thực hiện
dần qua mỗi giờ học nói chung và thực hành TN nói riêng và để thực hiện được cần sự nỗ lực của người
Trang 10ẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC HỌC SINH
Ỷ NIỆM 60 NĂM THÀNH LẬP KHOA HOÁ HỌC TRƯỜNG ĐHSP VINH (1961 – 2021)
GV và sự chuẩn bị tích cực của HS cũng như sự ủng hộ tạo điều kiện thực hiện của các lực lượng liên quan
Tài liệu tham khảo
[1] Bộ GD-ĐT (2018) Chương trình giáo dục phổ thông - Chương trình tổng thể Thông tư 32 của
32/2018/TT-BGDĐT
[2] Bộ GD-ĐT (2018) Chương trình giáo dục phổ thông môn Hóa học Thông tư 32 của 32/2018/TT-BGDĐT
[3] Từ điển tiếng Việt (2003) Nhà xuất bản Đà Nẵng
[4] Trịnh Văn Biều, Lê Trọng Tín, Trang Thị Lân, Vũ Thị Thơ, Trần Thị Vân (2001) Xây dựng hệ thống
thí nghiệm thực hành lý luận dạy học hoá học, Thông báo khoa học của các trường đại học, Hà nội [5] Phạm Minh Hạc (2001) Tâm lí học NXB Giáo dục
[6] Đinh Thị Hồng Minh (2013) Phát triển năng lực độc lập sáng tạo cho sinh viên đại học Kĩ thuật thông qua dạy học hóa hữu cơ Luận án tiến sĩ Giáo dục học, Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam
[7] Đặng Thị Thuận An, Nguyễn Thị Phương Linh, Lê Trọng Dũng (2021) Thực trạng sử dụng thí nghiệm
nhằm phát triển năng lực cho học sinh trong dạy học hóa học ở trường trung học phổ thông Tạp chí Khoa học xã hội và nhân văn Đại học Huế, tập 130 số 6E (2021)
[8] Đặng Thị Thuận An (2021) Chìa khóa phát triển năng lực thực hành hóa học Sách chuyên khảo, Nhà xuất bản Đại học Huế
[9] Nguyễn Cương, Nguyễn Xuân Trường, Nguyễn Thị Sửu, Đặng Thị Oanh, Hoàng Văn Côi, Trần