Sưu tầm, xây dựng và sử dụng hệ thống BTHH để hình thành và phát triển khái niệm axit – bazơ trong CTHH vô cơ THPT

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Đổi mới giáo dục là một trong những nhiệm vụ quan trọng của ngành giáo dục đào tạo trong giai đoạn hiện nay. Để đổi mới nội dung, phương pháp dạy học có hiệu quả cao cần trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản vững chắc.Trên cơ sở đó học sinh biết vận dụng sáng tạo kiến thức giải quyết các vấn đề học tập và thực tiễn cuộc sống. Mục tiêu của nhà trường phổ thông là trang bị kiến thức phổ thông cơ bản tương đối hoàn chỉnh để giúp học sinh nắm vững hiểu biết khoa học. Môn hóa học góp một phần quan trọng trong mục tiêu đào tạo ở trường phổ thông. Chương trình hóa học phổ thông bao gồm các khái niệm hoá học cơ bản ban đầu và dần phát triển những khái niệm đó, việc giảng dạy hóa học phổ thông phải chú ý đến nhiều khái niệm, axit – bazơ là một trong những khái niệm cơ bản, có tầm quan trọng đối với khoa học hóa học. Để hiểu và truyền thụ đầy đủ nội dung về sự hình thành và phát triển khái niệm axit – bazơ. Giáo viên cần nắm vững quá trình hình thành phát triển khái niệm này để đảm bảo việc giảng dạy có hiệu quả đáp ứng nhu cầu giáo dục. Trong chương trình phổ thông khái niệm axit – bazơ được đề cập rất sớm ngay từ phần mở đầu về hóa học lớp 8 và được củng cố ở các lớp và cấp học tiếp theo. Khái niệm axit – bazơ trong chương trình phổ thông được hình thành và phát triển qua nhiều giai đoạn, là một trong những đề tài có tầm quan trọng đặc biệt. Axit – bazơ là các hợp chất quan trọng và phổ biến, có nhiều ứng dụng trong đời sống, trong sản xuất và nghiên cứu khoa học. Các phản ứng xảy ra trong dung dịch thường liên quan đến khái niệm axit – bazơ. 1 Khái niệm axit – bazơ và phản ứng axit – bazơ cho phép hệ thống hóa các hợp chất hóa học, phân loại các phản ứng các chất, giải thích các hiện tượng hóa học, chọn tác nhân phản ứng, chất xúc tác… Sản phẩm tương tác axit – bazơ hoặc axit hay bazơ với hợp chất khác đều có ý nghĩa về mặt thực tiễn. Nhiều phản ứng hóa học về thực chất cũng là phản ứng axit – bazơ . Việc hình thành khái niệm axit – bazơ ở phổ thông đạt hiệu quả cao khi người giáo viên nắm vững nội dung và hệ thống quá trình hình thành và phát triển khái niệm đó trong toàn bộ chương trình phổ thông. Đồng thời giáo viên sử dụng phương pháp dạy học có hiệu quả, giảng dạy có kế hoạch và lưu ý tới đặc điểm của từng giai đoạn để có một hệ thống bài tập cơ bản đa dạng phong phú theo các mức độ nhận thức khác nhau trong quá trình hình thành và phát triển khái niệm axit – bazơ. Với những lí do trên, tôi chọn đề tài: ‘‘Sưu tầm, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học để hình thành và phát triển khái niệm axit – bazơ trong chương trình hóa học vô cơ trung học phổ thông (nâng cao)’’ 2. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học hóa học ở trường THPT 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Hệ thống bài tập hóa học hình thành và phát triển khái niệm axit – bazơ trong chương trình hóa học vô cơ THPT (nâng cao). 4. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu a. Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu lựa chọn xây dựng hệ thống bài tập hóa học và phương pháp sử dụng chúng trong việc hình thành và phát triển khái niệm axit – bazơ trong chương trình hóa học vô cơ THPT (nâng cao). 2 b. Nhiệm vụ nghiên cứu. - Nghiên cứu cơ sở lý luận về quá trình hình thành khái niệm hóa học và ý nghĩa tác dụng của bài tập hóa học trong việc hình thành khái niệm hóa học cho học sinh bậc THPT. - Phân tích chương trình sách giáo khoa phần hóa học vô cơ bậc THPT xác định nội dung và dung lượng khái niệm axit – bazơ . - Lựa chọn, xây dựng hệ thống bài tập hóa học về axit – bazơ trong chương trình hóa học vô cơ THPT chương trình nâng cao. - Nghiên cứu phương pháp sử dụng hệ thống bài tập trên để hình thành khái niệm axit – bazơ. - Thực nghiệm sư phạm để xác định tính phù hợp của hệ thống bài tập trên và kiểm nghiệm tính hiệu quả của các đề xuất. 6. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phối hợp các phương pháp sau: - Nhóm các phương pháp nghiên cứu lý luận. - Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn. - Phương pháp hội thảo chuyên đề, trao đổi kinh nghiệm. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm và xử lý thông tin. 7. Giả thuyết khoa học Trong dạy học hóa học nếu giáo viên xác định đúng nội hàm và ngoại diên của khái niệm đồng thời lựa chọn xây dựng được 1 hệ thống bài tập hóa học đa dạng phong phú ở các mức độ nhận thức khác nhau từ đó sử dụng chúng 1 cách hợp lí và áp dụng những biện pháp rèn luyện tích cực theo hướng dạy học tích cực, chúng ta có thể phát huy được tố chất, năng lực sáng tạo, khả năng tư duy của học sinh. Từ đó nâng cao hiệu quả của việc dạy học. 3 8. Đóng góp mới của đề tài - Phân tích quá trình hình thành và phát triển khái niệm axit – bazơ trong chương trình hóa học phổ thông. - Xây dựng và sưu tầm: Hệ thống các bài tập cơ bản, nâng cao nhằm hình thành khái niệm axit – bazơ trong chương trình hóa học vô cơ trung học phổ thông (nâng cao). - Đề xuất phương pháp sử dụng hệ thống bài tập trong việc hình thành khái niệm axit – bazơ trong chương trình hóa học phổ thông. 4 PHẦN II: NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Những cơ sở phương pháp luận của sự hình thành khái niệm hóa học 1.1.1. Định nghĩa khái niệm [27] Khái niệm là hình thức phản ánh sự vật và hiện tượng từ các mặt của các dấu hiệu và các mối quan hệ chủ yếu của chúng. Nội dung của khái niệm được mô tả bằng lời, bằng các kí hiệu của ngành khoa học. Lênin đã nhận xét: ’’khái niệm- sản phẩm cao nhất của trí tuệ, sản phẩm cao nhất của vật chất’’. Trong lí thuyết nhận thức, khái niệm được xem xét như là một trong các hình thức phản ứng ở một mức độ tư duy trừu tượng. Trong dạy học hoá học, khái niệm là dạng khái quát hoá của kiến thức và hình thức tư duy của học sinh trong quá trình nắm vững kiến thức. Sự hình thành khái niệm là một trong các vấn đề trung tâm quan trọng của quá trình dạy học hoá học. Sự hình thành khái niệm chính là quá trình nhận thức có sử dụng các thao tác tư duy khác nhau để nhận thức các dấu hiệu, các mối quan hệ của khái niệm. Sự sử dụng các khái niệm trong quá trình nhận thức chính là quá trình học cách tư duy, thực hiện quá trình tìm kiếm sáng tạo. Vì vậy nó kích thích sự phát triển trí thông minh của học sinh. 1.1.2. Cấu trúc của khái niệm [27] Khái niệm bao gồm hai mặt dung lượng và nội dung, chúng có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Dung lượng của khái niệm (ngoại diên) được đặc trưng bằng số đối tượng được khái quát trong khái niệm. Dung lượng phản ánh mặt số lượng của quá trình nhận thức. 5 Ví dụ: Dung lượng của khái niệm axit ở THCS là tất cả các chất có chứa nguyên tử H kết hợp với gốc axit, ở THPT bao gồm các chất có khả năng nhường H + cho các chất khác, có thể xảy ra trong các dung môi, cũng có thể là dung môi nước hoặc các dung môi khác nước, có thể xảy ra giữa các chất hoá học trong các phản ứng hoá học,… Nội dung của khái niệm (nội hàm) đó là sự tổng hợp các dấu hiệu cơ bản, dấu hiệu bản chất chính của khái niệm, nội dung chính của khái niệm phản ánh mặt chất lượng của kiến thức thể hiện mức độ sâu rộng của khái niệm trong nhận thức. Nội dung của khái niệm axit ở THCS là có mặt nguyên tử H liên kết với gốc axit; bazơ là chất có nhóm hiđroxyl liên kết với nguyên tử kim loại và phản ứng axit-bazơ là phản ứng giữa axit và bazơ. Nội dung của khái niệm axit ở THPT là những chất có khả năng nhường ion H + cho bazơ , còn phản ứng axit-bazơ là phản ứng có sự trao đổi H + giữa các chất phản ứng. Dung lượng và nội dung là đặc tính logic của khái niệm. Khi phát triển một khái niệm thì dung lượng của nó được mở rộng và nội dung của nó được đào sâu, các mối liên hệ của nó với các khái niệm khác được thay đổi, mở rộng và phát triển lên. Như vậy cấu trúc của khái niệm như là hệ thống các dấu hiệu cơ bản mà được mở ra qua nội dung khái niệm. 1.1.3. Cơ sở phương pháp luận hình thành khái niệm hoá học [27] Thế giới vật chất xung quanh chúng ta là nguồn gốc tạo ra các khái niệm. Sự hình thành khái niệm là một quá trình nhận thức phức tạp, được dựa trên logic của sự nhận thức khoa học và sự chuyển biến khách quan từ không biết đến hiểu biết trong nhận thức của con người. Phương pháp luận của quá trình hình thành khái niệm là học thuyết nhận thức của Lênin: ’’ Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ 6 ú n thc tin l con ng bin chng ca s nhn thc chõn lớ, nhn thc thc tin khỏch quan. Nhng iu thu nhn c t trc quan sinh ng (cm giỏc, tri giỏc biu tng) l im xut phỏt ban u ca vic dy v hc cỏc khỏi nim hoỏ hc. Con ng nhn thc, hỡnh thnh khỏi nim c mụ t bng s sau: S vn ng ca nhn thc t cm giỏc n t duy tru tng l s vn ng ng thi ca kin thc t hin tng n bn cht. S chuyn i ca t duy (cm giỏc n tru tng) trong quỏ trỡnh hỡnh thnh khỏi nim v s vn dng khỏi nim ó o sõu, m rng kh nng nhn thc v dung lng v ni dung trong nhn thc ca cỏc cỏ th. Vỡ vy trong quỏ trỡnh hỡnh thnh khỏi nim cn xỏc lp mi liờn h cht ch ca khỏi nim vi biu tng, s tru tng lớ thuyt vi thc nghim v nhng kt lun v ni dung ca khỏi nim phi c hỡnh thnh trong hot ng thc tin, vn dng khỏi nim. Trong dy hc, s hỡnh thnh khỏi nim cú th i theo mi liờn h h thng ca quỏ trỡnh nhn thc núi chung: T trc quan sinh ng cm giỏc s phn ỏnh tri giỏc biu tng khỏi nim. Quỏ trỡnh hỡnh thnh khỏi nim bng s t duy lớ thuyt ó c rỳt ngn bc nghiờn cu thc nghim v tng cng mc lớ thuyt, thay s 7 Trực quan Cảm giác Tri giác Biểut ợng Khái niệm (định nghĩa) Hình thành T duy trừu t ợng Khái quát Vận dụng Thực tiễn quan sát thực tiễn (thí nghiệm hoá học) bằng mô hình, phương tiện kĩ thuật và sử dụng rộng rãi phương pháp nêu vấn đề, đề xuất giả thuyết, suy diễn-diễn dịch, mô hình hoá để thực hiện các bước đi khái quát hoá lý thuyết. Quá trình này không làm giảm vai trò thực nghiệm hoá học, hoặc các sự kiện, kinh nghiệm đã có của học sinh hay phép qui nạp trong dạy học. Vì vậy tuỳ theo nội dung khái niệm, logic bên trong của nó mà giáo viên có thể chọn các con đường hình thành khái niệm từ trực quan hay từ tư duy lí thuyết khi hình thành biểu tượng để khái quát hình thành khái niệm. 1.1.4. Nguyên tắc hình thành khái niệm hoá học ở trường phổ thông [27] Trên cơ sở lí luận dạy học và tâm lí dạy học cùng với tính chất đặc thù và quy luật của sự nhận thức hoá học mà sự hình thành các khái niệm hoá học trong dạy học hoá học phổ thông cần đảm bảo các nguyên tắc sau: 1. Sự hình thành khái niệm hoá học cần đi từ các ví dụ về đối tượng, hiện tượng hoá học điển hình, để phân tích, xác định đúng nội dung của khái niệm. 2. Cần đặt khái niệm nghiên cứu ban đầu trong sự phát triển (theo dung lượng-nội dung) của nó và các mối liên hệ với các khái niệm khác. Đảm bảo tính định hướng phát triển của khái niệm. 3. Có sự thống nhất hợp lí các mặt cảm giác trong nội dung của khái niệm, phép qui nạp và suy diễn trong hoạt động tư duy để hình thành khái niệm. 4. Tăng cường sử dụng các kí hiệu, ngôn ngữ hoá học như là một hình thức biểu thị khái niệm và vận dụng chúng trong học tập. 5. Có sự thống nhất trong mô tả định lượng và định tính của khái niệm. 6. Cần chú ý đến tính thống nhất của những nét riêng biệt, đặc thù và chung nhất trong khái niệm và các mối liên hệ qua lại giữa chúng. 8 7. Sự hình thành khái niệm phải được thực hiện trong các hoạt động học tập thể hiện các mối quan hệ kiến thức và kĩ năng, kiến thức và thực tiễn. 8. Tăng cường khả năng vận dụng của các khái niệm đã được hình thành qua hoạt động học tập để tối ưu hoá sự phát triển tư duy học sinh. Như vậy những con đường phương pháp luận của sự hình thành khái niệm hoá học được xác định với sự cân nhắc, tính toán đến cấu trúc của khái niệm, tính chất và vai trò của nó trong toàn bộ hệ thống khái niệm hoá học phổ thông. 1.2. Các giai đoạn quan trọng của sự hình thành khái niệm hoá học [27]. Quá trình hình thành khái niệm hoá học ở trường phổ thông bao gồm các giai đoạn: Sự hình thành khái niệm, sự phát triển khái niệm và sự liên kết các khái niệm có liên quan trong nội dung của nó. Sự lựa chọn phương pháp hình thành các khái niệm cụ thể cần căn cứ vào đặc điểm của khái niệm, mức độ nhận thức của khái niệm (dung lượng của khái niệm), mức độ kiến thức của học sinh, vai trò, ý nghĩa và tầm quan trọng của khái niệm trong chương trình hoá học phổ thông. 1.2.1. Sự hình thành khái niệm [27]. Trong quá trình dạy học hoá học, hệ thống các khái niệm hoá học được hình thành dần dần và phát triển trên cơ sở các học thuyết hoá học khác nhau. Thông qua các quá trình này mà dung lượng và nội dung của khái niệm được mở rộng, đào sâu dần. Hình thành khái niệm hoá học cơ bản nhất được thực hiện ngay từ các bài học hoá học đầu tiên ở THCS. Các khái niệm hoá học cơ bản được hình thành bằng hai con đường khái quát qui nạp từ các tài liệu cảm giác và con đường kết luận suy diễn từ các qui luật, học thuyết, định luật đã biết để lập luận, khái quát thành khái niệm. 9 Đối với giai đoạn đầu của sự dạy học hoá học (THCS) sự hình thành khái niệm bằng con đường khái quát qui nạp là đặc trưng nhất, cơ sở của nó là sự khái quát hoá từ các tư liệu thực nghiệm để hình thành khái niệm. + Khái quát – quy nạp là phương pháp xây dựng khái niệm đi từ thực nghiệm hay các tư liệu nghiên cứu để khái quát thành khái niệm (định nghĩa) …Bước đầu, chọn ví dụ thực nghiệm, tư liệu hay sự kện điển hình, đem phân tích, so sánh để tìm ra các dấu hiệu chung của khái niệm. Trong các dấu hiệu chung đó, xác định dấu hiệu bản chất, từ đó rút ra định nghĩa khái niệm và tiến tới vận dụng khái niệm. Sau đó thiết lập mối liên hệ giữa khái niệm đã được hình thành với các khái niệm gần kề. Sự hình thành khái niệm bằng con đường khái quát qui nạp được thực hiện theo một logic xác định bao gồm các giai đoạn: 1. Phân tích, so sánh các đối tượng điển hình để làm rõ các dấu hiệu chung của khái niệm. 2. Lựa chọn và làm chính xác hoá các dấu hiệu bản chất tức là tách dấu hiệu bản chất khỏi các dấu hiệu không bản chất. 3. Phát biểu định nghĩa về khái niệm. 4. Thiết lập các mối liên hệ giữa khái niệm đó với các khái niệm khác và phân chia giới hạn với các khái niệm gần kề. 5. Xác định vị trí của khái niệm trong sự phân loại tương ứng và vận dụng khái niệm được hình thành. + Suy diễn - diễn dịch là phương pháp xây dựng khái niệm bằng con đường lập luận theo logic nhận thức. Phương pháp này thường được dùng để xây dựng khái niệm hoá học sau khi đã nghiên cứu nội dung lí thuyết cơ bản. Bước đầu cần chọn tiên đề cho sự kết luận của khái niệm, tiếp theo đưa ra định nghĩa khái niệm, phân tích định nghĩa để làm sáng tỏ các dấu hiệu bản chất, sau đó thiết lập mối liên hệ với các khái niệm gần kề và vận dụng. Sự 10 [...]... lựa chọn tiên đề xuất phát cho kết luận của khái niệm 2 Nêu kết luận về định nghĩa khái niệm và làm chính xác hoá các dấu hiệu bản chất của nó 3 Xác định vị trí của khái niệm trong hệ thống kiến thức lí thuyết và mối liên hệ với các khái niệm khác 4 Chính xác hoá khái niệm, phân biệt với các khái niệm gần kề, mở rộng khái niệm trong các tình huống riêng biệt 5 Vận dụng khái niệm vào việc giải các bài... Sự phát triển khái niệm [27] Trong chương trình hoá học phổ thông, các khái niệm đã hình thành ở giai đoạn đầu nghiên cứu hoá học ở THCS được phát triển liên tục theo ba con đường cơ bản đó là: Sự đào sâu khái niệm hay tăng nội dung của khái niệm Sự đào sâu bản chất của khái niệm bằng cách mở ra qui luật mới bên trong khái niệm và thay đổi các mối liên hệ bên trong giữa các thành tố của chính bên trong. .. OH cũng có tính bazơ (như NH3 ) Cùng với khái niệm axit- bazơ , khái niệm muối cũng được mở rộng và phát triển hơn ở THPT (muối là những chất…), và do đó dung dịch muối có thể có môi trường axit, bazơ hay trung tính tuỳ thuộc vào thành phần cấu tạo của muối Các khái niệm hoá học cơ bản khác cũng được phát triển bằng con đường này Sự mở rộng khái niệm bằng cách tăng dung lượng của khái niệm hay còn gọi... liên môn học Sự hình thành, phát triển khái niệm đòi hỏi sự tổ chức hợp lí hoạt động đồng bộ của giáo viên và học sinh Giáo viên tổ chức cho học sinh tìm tòi, khám phá những dấu hiệu bản chất của khái niệm, khái quát trong nhận xét, định nghĩa và vận dụng trong các tình huống học tập, thực tiễn có liên quan 1.3 Khái niệm axit- bazơ trong chương trình HHPT 1.3.1 Khái niệm axit – bazơ trong chương trình... mà khái niệm hoá học được phát triển dần, các khái niệm chất, PƯHH được phát triển đa dạng và ngày càng đi sâu vào bản chất của chúng 1.2.3 Sự liên kết các khái niệm [27] Sự phát triển khái niệm được hoàn thiện bởi sự liên kết của các khái niệm tức là sự thống nhất của chúng trong một hệ thống kiến thức trên cơ cở lí thuyết xác định Trong dạy học hoá học sự liên kết khái niệm được thực hiện khi tổng... bên trong khái niệm Khái niệm axit- bazơ ở THCS nghiên cứu phân tử hợp chất có chứa nguyên tử H (axit) hay chứa nhóm nguyên tử OH (bazơ) Khái niệm này được phát triển ở THPT bằng cách đào sâu bản chất của khái niệm là có sự cho và nhận proton và phản ứng axit- bazơ là phản ứng có sự trao đổi proton Như vậy, nội dung của khái niệm đã tăng lên với cả những chất không có nguyên tử H cũng có tính axit (như... khái niệm được phát triển bằng cách khái quát các đối tượng mới trong khái niệm này Khái niệm axit- bazơ có bản chất là sự cho nhận proton Các chất có thể không có dấu hiệu là nguyên tử H 12 hay nhóm nguyên tử OH nhưng vẫn thể hiện tính chất axit hay bazơ Từ sự mở rộng diện của khái niệm mà cần xác định các mối liên hệ mới giữa khái niệm và sự phân loại các đối tượng Với cách mở rộng diện mà khái niệm. . .hình thành khái niệm bằng con đường suy diễn lí thuyết được sử dụng để hình thành các khái niệm trừu tượng bằng cách lập luận theo logic hình thức xuất phát từ các học thuyết, qui luật, định luật mà phân tích các hiện tượng tìm ra nét bản chất của khái niệm Ví dụ như các khái niệm nguyên tố, đồng vị, liên kết hoá học, hoá trị, obitan nguyên tử…Cấu trúc của logic hình thành khái niệm bằng... cặp thứ hai là A2B2, thì hai phản ứng axit – bazơ trên đều được viết như sau: A1 + B2 → B1 + A2 Axit 1 Bazơ2 Bazơ1 Axit2 Đây là phương trình tổng quát của phản ứng axit – bazơ theo Bronstet Ở phản ứng này có sự chuyển proton từ axit 1 cho bazơ 2 và từ axit 2 cho bazơ 1 Như vậy sự chuyển proton là bản chất của phản ứng axit – bazơ theo Bronstet Các phản ứng axit – bazơ khác cũng xảy ra sự chuyển proton... 2 nhóm –OH NaOH : Kim loại Na liên kết với 1 nhóm –OH Sau khi đã biết khái quát về thành phần hóa học của axit – bazơ ,học sinh tiếp tục tìm hiểu về những tính chất hóa học và những quan hệ giữa axit – bazơ và quan hệ giữa axit, bazơ và những hợp chất vô cơ khác Định nghĩa axit: Là hợp chất mà phân tử gồm có một hay nhiều nguyên tử H liên kết với gốc axit VD: 1 nguyên tử H liên kết với gốc clorua: HCl . trình hình thành và phát triển khái niệm axit – bazơ trong chương trình hóa học phổ thông. - Xây dựng và sưu tầm: Hệ thống các bài tập cơ bản, nâng cao nhằm hình thành khái niệm axit – bazơ trong. do trên, tôi chọn đề tài: ‘ Sưu tầm, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học để hình thành và phát triển khái niệm axit – bazơ trong chương trình hóa học vô cơ trung học phổ thông (nâng. cứu: Nghiên cứu lựa chọn xây dựng hệ thống bài tập hóa học và phương pháp sử dụng chúng trong việc hình thành và phát triển khái niệm axit – bazơ trong chương trình hóa học vô cơ THPT (nâng cao). 2 b.