Nghiên cứu sự hình thành các khái niệm hóa học cơ bản trong chương trình hóa học THCS

Nghiên cứu,hình thành ,các khái niệm hóa học, cơ bản ,chương trình hóa học ,THCS

1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài: Xuất phát từ mục tiêu đào tạo của trường phổ thông và vai trò của hóa học trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, ta có thể khẳng đònh rằng môn hóa học trong trường phổ thông là một bộ môn hết sức quan trọng. Nó cung cấp cho học sinh những tri thức hóa học phổ thông tương đối hoàn chỉnh các mối quan hệ qua lại giữa công nghệ hóa học, môi trường và con người. Những tri thức này rất quan trọng giúp học sinh có nhận thức khoa học về thế giới vật chất, góp phần phát triển năng lực nhận thức khoa học về thế giới vật chất, góp phần phát triển năng lực nhận thức và năng lực hành động, hình thành nhân cách người lao động mới năng động sáng tạo. Ở bậc THCS môn hóa học cung cấp cho học sinh những kiến thức phổ thông cơ bản về tính chất và ứng dụng các lọai chất quan trọng nhất. Trong giai đọan khoa học phát triển như ngày nay, chương trình hóa học cũng được xây dựng với nội dung kiến thức mới. Nhiều vấn đề khoa học trong sách giáo khoa mới, được trình bày theo phương pháp nghiên cứu tìm tòi từng phần. Đặc biệt đối với chương trình THCS việc nghiên cứu các học thuyết hóa học cơ bản tăng cường mức độ lý thuyết chủ đạo là vấn đề hết sức quan trọng. Các kiến thức này sẽ làm cơ sở lý thuyết chủ đạo cho việc nghiên cứu các chất và biến đổi chúng trong chương tình hóa học sau này. Do đó việc “Nghiên cứu sự hình thành các khái niệm hóa học cơ bản trong chương trình hóa học THCS”sẽ góp phần rất lớn vào công tác giảng dạy của GV. Giúp GV có những phương pháp và hình thức giảng dạy tích cực đảm bảo phát huy cao độ tính tự giác của HS phát triển tính hứng thú học tập, hình thành niềm tin và phẩm chất đạo đức cho học sinh. Đó là lý do tôi chọn đề tài này. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com 2 2. Mục tiêu của đề tài: Hệ thống các khái niệm cơ bản trong chương trình hóa học THCS. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu : - Tìm hiểu nội dung SGK hoá học lớp 8,9. - Nghiên cứu cơ sở lý luận của sự phát triển các khái niệm hóa học. - Nghiên cứu sự hình thành và phát triển các khái niệm hóa học. 4. Phương pháp ngiên cứu : Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu SGK lớp 8,9. 5. Khách thể, đối tượng nghiên cứu : - Các khái niệm hóa học. - Chương trình SGK hóa học phổ thông. 6. Giả thuyết khoa học : Việc nghiên cứu sự hình thành các khái niệm hóa học cơ bản trong chương trình hóa học THCS sẽ giúp giáo viên có những đònh hướng đúng đắn trong công tác giảng dạy, làm tăng tính hứng thú học tập, nhằm phát huy tối đa tính tích cực chủ động, sáng tạo của học sinh. 7. Lòch sử vấn đề : Việc nghiên cứu “Sự hình thành khái niệm hóa học cơ bản trong chương trình THCS” được các sọan giả: GS TSKH.Nguyễn Cương, TS.Nguyễn Mạnh Dung đề cập đến trong các giáo trình:” Phương pháp dạy học hóa học“(tập 2). PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com 3 Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC HÌNH THÀNH KHÁI NIỆM HOÁ HỌC CƠ BẢN 1.1. Khái quát và hệ thống kiến thức hóa học phổ thông: 1.1.1. Nhiệm vụ môn học trong trường phổ thông: 1.1.1.1. Nhiệm vụ giảng dạy hóa học trong trường phổ thông: - Tìm hiểu những cơ sở khoa học: những khái niệm, đònh luật, học thuyết hóa học, những sự kiện hóa học quan trọng cần thiết để nhận thức thế giới vật chất. - Trang bò những kiến thức kỹ thuật tổng hợp: phương pháp phân tích, so sánh, khái quát hóa, hệ thống hóa. - Hình thành phương pháp nghiên cứu khoa học: phương pháp phân tích, so sánh, khái quát hóa, hệ thống hóa,… - Hình thành kỹ năng làm việc: sử dụng thiết bò, dụng cụ hóa học, giáo dục ý thức an toàn trong thí nghiệm,… 1.1.1.2. Giáo dục đạo đức cách mạng, phẩm chất công dân: - Giáo dục ý thức sẵn sàng tham gia lao động sản xuất có kỹ thuật, năng suất, có chí hướng, tinh thần trách nhiệm lao động sáng tạo. - Coi trọng thực hành thí nghiệm hóa học trong giảng dạy. - Tổ chức tham gia sản xuất, thực tập trong nhà máy xí nghiệp, công trường,… 1.1.2. Hệ thống kiến thức cơ bản của hóa học phổ thông: - Hệ thống các kiến thức về nguyên tố hoá học: nguyên tử, phân tử, … - Hệ thống các kiến thức về phản ứng hoá học: phản ứng toả nhiệt, phản ứng hoá hợp, phản ứng phân huỷ, phản ứng oxi hoá – khử, phản ứng thế, phản ứng trung hoà, … PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com 4 - Hệ thống các kiến thức về chất: đơn chất, hợp chất, kim loại, phi kim, chợp chất vô cơ, hợp chất hữu cơ,… - Hệ thống các kiến thức về cấu tạo các chất và đònh luật hoá học: thuyết nguyên tử - phân tử, thuyết cấu tạo chất, thuyết điện li, thuyết electron, đònh luật bảo toàn khối lượng, đònh luật bảo toàn electron, … - Hệ thống các kiến thức có phương pháp nghiên cứu khoa học: tính chất hoá học chung của các chất vô cơ – hữu cơ, một số chất vô cơ – hữu cơ cụ thể, khái quát hoá thành tính chất hoá học chung của mỗi chất. - Hệ thống các kiến thức về kỹ thuật tổng hợp: phân bón hoá học, dầu mỏ khí thiên nhiên, nhiên liệu, công nghiệp silicat, … - Hệ thống các kiến thức có tính chất thế giới quan: hoá học và vấn đề phát triển kinh tế, vấn đề xã hội, vấn đề môi trường, … 1.1.3. Sơ đồ quá trình hình thành hệ thống khái niệm cơ bản về hoá học : - Nhóm 1: Sự phát triển của những quan điểm lý thuyết về cấu tạo chất từ mức độ đơn giản nhất đến thuyết cấu tạo nguyên tử và thuyết cấu tạo hoá học. - Nhóm 2: Quá trình hình thành những khái niệm cơ bản về chất và nguyên tố hoá học. - Nhóm 3: Quá trình hình thành những khái niệm về phản ứng hoá học. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com 5 Sơ đồ quá trình hình thành hệ thống khái niệm cơ bản về hoá học: Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Chất Chất tinh khiết- Hỗn hợp Hiện tượng hoá học (Phản ứng hoá học) Thuyết nguyên tử Nguyên tử Nguyên tố hoá học Kim loại Đơn chất – Hợp chất Thuyết nguyên tử Phi kim Phân tử Phân tử Công thức hoá học. Hóa trò Đònh luật bảo toàn Phương trình hoá học khối lượng Sự oxi hoá Oxit- Oxi- Không khí Phản ứng hoá hợp Phản ứng phân huỷ Hiđro Phản ứng thế Nước Phản ứng oxi hoá khử Thuyết cấu tạo nguyên tử Dung dòch Đònh luật tuần hoàn Thuyết cấu tạo phân tử Sự phân loại các hợp chất hữu cơ (liên kết hoá học). Đònh luật Avogro Oxit – Axit- Bazơ - Muối Phản ứng trao đổi Phản ứng trung hoà Phản ứng oxi hoá khử Kim loại - Phi kim Nhóm VII - Halogen Tốc độ phản ứng. Nhóm VI - Oxi - Lưu huỳnh Cân bằng hoá học Nhóm V - Nitơ - Photpho Nhóm I - Kim loại kiềm Nhóm II - Kiềm thổ Nhóm III - Nhôm PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com 6 Nhóm VIII – Sắt Phản ứng công, thế, este hoá, Thuyết cấu tạo hoá học Hoá học hữu cơ trùng hợp, trùng ngưng 1.2. Hệ thống lý thuyết trong chương trình hoá học phổ thông: 1.2.1. Các thuyết quan trọng của chương trình hóa học phổ thông: 1.2.1.1. Thuyết nguyên tử – phân tử: - Là cơ sở lý thuyết của giai đoạn đầu nghiên cứu hóa học. - Các khái niệm nền tảng cơ bản của học thuyết này đều dựa trên cơ sở thực nghiệm khoa học tạo tiền đề cho việc trình bày lý thuyết chủ đạo của chương trình THPT. 1.2.1.2. Thuyết electron: - Nghiên cứu học thuyết cấu tạo nguyên tử – liên kết hóa học. - Nội dung cơ bản của học thuyết electron để nghiên cứu sự phụ thuộc của tính chất các chất vào các đơn chất và hợp chất hóa học. 1.2.1.3. Lý thuyết về phản ứng hóa học: Nội dung bản chất của phản ứng hóa học được nghiên cứu sâu và được giải thích bằng sự phá vở liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử các chất tham gia phản ứng để tạo thành liên kết mới để tạo ra phân tử mới. 1.2.1.4. Thuyết cấu tạo các hợp chất hữu cơ: - Nội dung bắt đầu từ các nội dung cơ bản của thuyết Butlêrôp, mở rộng quan điểm của thuyết electron và cấu trúc không gian. - Nghiên cứu cấu trúc của các loại hợp chất hữu cơ, là cơ sở giải thích các chất hữu cơ, ảnh hưởng giữa các chất nguyên tử trong phân tử. 1.2.1.5. Thuyết điện ly: - Nội dung nghiên cứu về cơ chế, quy luật phản ứng các chất điện ly. - Thuyết này đưa ra khả năng giải thích sự phụ thuộc tính chất của các điện ly vào thành phần và cấu tạo của chúng theo quan điểm của thuyết proton. 1.2.2. Các đònh luật hóa học cơ bản: PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com 7 1.2.2.1. Đònh luật thành phần không đổi: - Nghiên cứu thành phần đònh lượng về cấu trúc phân tử các chất là cơ sở để xác đònh các nguyên tố hóa học tạo nên phân tử các chất. - Số nguyên tử của các nguyên tố có trong thành phần các chất là cơ sở để biểu diễn mô tả các chất bằng ký hiệu, công thức hóa học các chất. 1.2.2.2. Đònh luật bảo toàn khối lượng: - Nghiên cứu quy luật bảo toàn khối lượng các chất trong phản ứng hóa học, quá trình biến đổi vận động của vật chất. - Làm cơ sở cho việc tính toán đònh lượng các chất trong phản ứng hóa học, khối lượng các chất được bảo toàn chỉ thay đổi cấu tạo, sắp xếp lại các nguyên tử để tạo chất mới. 1.2.2.3. Đònh luật Avogadro: - Xác đònh thể tích một phân tử chất khí trong điều kiện chuẩn. - Đònh luật giúp nghiên cứu đònh lượng quá trình biến đổi chất khí trong điều kiện chuẩn và trong điều kiện khác theo phương trình trạng thái của chất khí. I.2.2.4. Đònh luật tuần hoàn các nguyên tố hóa học: - Nghiên cứu qui luật biến đổi tuần hoàn tính chất các nguyên tố, các hợp chất trong chu kỳ, nhóm của các nguyên tố hóa học. - Đònh hướng cao sự nghiên cứu thực nghiệm các chất và hình thành kỹ năng dự đoán khoa học trong học tập hóa học. - Các thuyết đònh luật hóa học giữ vai trò cơ sở lý thuyết cho toàn bộ chương trình sự nghiên cứu lý thuyết đònh luật có giá trò phương pháp luận và quan trong ở tất cả các giai đoạn của sự tổng kết, khái quát hóa kiến thức tạo điều kiện phát triển tư duy lý thuyết, một phương pháp nhận thức học tập cơ bản của bộ môn hóa học. 1.3. Cấu trúc của chương trình hóa học trường phổ thông: 1.3.1. Cấu trúc chung: 1.3.1.1. Cấu trúc chương trình hoá học phổ thông: - Chất. Nguyên tử. Phân tử PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com 8 - Phản ứng hoá học - Mol và tính toán hoá học. - Oxi. Không khí. - Hiđro. Nước. - Dung dòch và nồng độ dung dòch. - Các loại hợp chất vô cơ: oxit, axit, bazơ, muối. - Kim loại và phi kim: sắt, nhôm, clo, cacbon, silic. Sơ lược về hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học. - Hợp chất hữu cơ: cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ, những hợp chất hữu cơ quan trọng nhất trong đời sống và sản xuất. - Cấu tạo nguyên tử. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học. - Liên kết hoá học. Đònh luật tuần hoàn Menđêlêep. - Phản ứng oxi hoá - khử - Nhóm halogen. - Oxi, lưu huỳnh. Lí thuyết về phản ứng hoá học. - Sự điện li. - Nitơ. Photpho. - Hoá học hữu cơ. Đại cương về hoá học hữu cơ. Hiđrocacbon no. Hiđrocacbon không no. Hiđrocacbon thơm. Nguồn hiđrocacbon trong thiên nhiên. Rượu- Phenol- Amin. Anđehit-Axit cacbonxilic- Este. Glixerin -Lipit. Gluxit. Aminoaxit và protit. Hợp chất cao phân tử và vật liệu polime. - Đại cương về kim loại. - Sắt. Hợp kim sắt. Hoặc: Crom, sắt, đồng. - Phân tích hoá học. - Hóa học và các vấn đề kinh tế, xã hội, môi trường. 1.3.1.1. Phân loại cấu trúc chương trình hoá học phổ thông a) Hóa học đại cương: PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com 9 Hệ thống các khái niệm cơ bản, học thuyết, đònh luật hóa học: Cấu tạo nguyên tử, đònh luật tuần hoàn các nguyên tố hóa học, liên kết hóa học, phản ứng hóa học, tốc độ phản ứng, cân bằng hóa học, thuyết điện ly, thuyết cấu tạo hóa học, lý thuyết về axit – bazơ, đại cương về kim loại, đại cương về hóa học hữu cơ. b) Hóa học vô cơ: Nghiên cứu các nhóm nguyên tố, nguyên tố điển hình và các hợp chất có nhiều ứng dụng quan trọng bao gồm các nhóm : nhóm halogen, nhóm oxi, nhóm nitơ, nhóm cacbon, nhóm kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm, crom, sắt, đồng, … khái quát về nhóm, các nguyên tố trong nhóm, một số hợp chất của chúng. c) Hóa học hữu cơ: Nghiên cứu các hợp chất hữu cơ cụ thể, một số dãy đồng đẳng hoặc loại hợp chất hữu cơ tiêu biểu bao gốm các hidro cacbon, nhóm chức, những hợp chất tiêu biểu như: - Ankan, anken, ankin, ankadien, aren. - Ancol, phenol, amin, andehit, xeton, axit cacboxylic, este, lipit. - Glucozơ, saccarozơ, tinh bột, xenlulozơ, protêin, polime, vật liệu polyme. 1.3.2. Những khái niệm cơ bản của hóa học phổ thông: 1.3.2.1. Những nhóm khái niệm trong chương trình THPT: - Khái niệm về cấu tạo nguyên tử, nguyên tố hóa học, đònh luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn. - Những khái niệm chung và trừu tượng phản ánh đặc tính của các nguyên tố như: độ âm điện, hóa trò, số oxi hóa,… - Những khái niệm về cấu tạo chất: liên kết hóa học, cấu tạo mạng tinh thể, … - Những khái niệm về chất cụ thể: các loại chất,ø những tính chất của nó, … - Những khái niệm về phản ứng hóa học, về từng phản ứng riêng rẽ về phân loại phản ứng, về những đònh luật hóa học chi phối sự tác dụng tương hổ và những biến hóa của các chất trong các phản ứng hóa học về lý thuyết phản ứng. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com 10 - Những khái niệm về ứng dụng thực tiễn quan trọng có tính chất kỹ thuật tổng hợp của hóa học phục vụ cho cuộc sống, sản xuất và trong khoa học kỹ thuật. - Những khái niệm về dãy đồng đẳng chất hữu cơ. - Những khái niệm về hợp chất hữu cơ có nhóm chức và những mối liên quan dẫn xuất của các chất. - Những khái niệm về phương pháp nghiên cứu khoa học đặc trưng cho hóa học : việc thí nghiệm, phân tích, nhận biết các chất, tách chất, … 1.3.2.2. Những khái niệm hoá học cơ bản của chương trình THCS: - Một số khái niệm cơ bản và đònh luật hóa học cơ bản : + Chất, nguyên tử, phân tử, công thức hóa học, phương trình hóa học, mol, phản ứng hóa học, dung dòch, nồng độ dung dòch, độ tan. + Đònh luật bảo toàn khối lượng. + Một số khái niệm mở đầu về chất hữu cơ, hóa học hữu cơ, cấu tạo phân tử các hợp chất hữu cơ. - Một số nguyên tố và chất hóa học cụ thể. + Các loại hợp chất vô cơ : oxit, axít, bazơ, muối. + Các đơn chất kim loại (nhôm, sắt ), các đơn chất phi kim ( clo, cacbon, silic). + Tìm hiểu về bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học . + Tìm hiểu về một số hidrocacbon tiêu biểu nhất: Metan, etilen, axetilen, benzen. - Nghiên cứu về một số dẫn xuất của hidrocacbon: Rượu etylic, axit axetic, chất béo, glucozơ, saccarozơ, tinh bột, xenlulozơ, protein và polime. 1.3.2.3. Đặc điểm nội dung kiến thức của giáo trình hoá học THCS: - Các khái niệm hoá học được hình thành từ những hiện tượng cụ thể và được phát triển dần trong quá trình nghiện cứu về các chất hoá học cụ thể. - Chương trình có nhiều khái niệm mở đầu khó trừu tượng như nguyên tử, phân tử, nguyên tố, hoá trò, mol… đòi hỏi HS phải tưởng tượng. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com . 2 NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH KHÁI NIỆM HÓA HỌC CƠ BẢN TRONG CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC THCS 2.1. Chương trình hóa học Trung học cơ sở: 2.1.1. Nội dung chương. 2.2. Quá trình hình thành khái niệm hóa học cơ bản trong chương trình hoá học THCS: Các khái niệm mở đầu hoá học THCS bao gồm khái niệm về: chất,