bài dự thi dạy học theo chủ đề tích hợp vận dụng kiến thức liên môn vào giảng dạy hoá học vô cơ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT NHÂN CHÍNH BÀI DỰ THI DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP ĐỀ TÀI: “Vận dụng kiến thức liên môn vào giảng dạy Hoá học vô cơ THPT” Môn học chính: Hoá học Các môn tích hợp: Toán, Vật lí, Sinh, Công nghệ nông nghiệp, Văn học Hà Nội, tháng 12 năm 2014 1 2 PHIẾU THÔNG TIN VỀ GIÁO VIÊN DỰ THI: Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nội Trường THPT Nhân Chính Địa chỉ: Phố Ngụy Như Kon Tum – Quận Thanh Xuân – TP Hà Nội Điện Thoại: 0435583332 Email: c3nhanchinh@hanoiedu.vn Thông tin về giáo viên dự thi: Họ và tên: Nguyễn Thị Thiên Nga Ngày sinh: 5/7/1969 Điện thoại: 0989198476 Email: simplelife1111@yahoo.com 3 I- TÊN CHỦ ĐỀ DẠY HỌC “Vận dụng kiến thức liên môn vào giảng dạy Hoá học vô cơ THPT” II- MỤC TIÊU DẠY HỌC Nhằm góp phần đổi mới hình thức tổ chức dạy học, tăng cường hiệu quả sử dụng thiết bị dạy học, trong quá trình giảng dạy bộ môn Hóa học, tôi nhận thấy việc xây dựng cho học sinh những kiến thức, kĩ năng, thái độ đúng đắn đối với bộ môn Hóa học và các môn học liên quan ở trường phổ thông trong bài giảng là thực sự cần thiết. Trong quá trình dạy học, việc vận dụng liên kết các đối tượng nghiên cứu, giảng dạy, học tập của cùng một lĩnh vực hoặc vài lĩnh vực khác nhau (như kiến thức các môn: Toán, Vật lí, Sinh học, Văn học, Công nghệ,…) trong cùng một kế hoạch dạy học là mục đích của dạy học tích hợp, nó giúp cho học sinh hiểu và nắm bắt kiến thức một cách chủ động và có hứng thú hơn. Liên hệ giữa các kiến thức lí thuyết môn Hoá học vô cơ và hữu cơ vào giải thích các hiện tượng đời sống, vận dụng vào sản xuất nhằm nâng cao năng suất lao động và hiệu quả công việc, nâng cao chất lượng sống, giảm thiểu các chất gây ô nhiễm môi trường (đất, nước, không khí), … và bảo vệ môi trường. Thực chất của việc sử dụng kiến thức liên môn trong quá trình dạy học chính là dạy học tích hợp nội dung để nhằm hướng đến mục đích: + Gắn kết đào tạo với lao động. + Học đi đôi với hành, chú trọng năng lực hoạt động. + Dạy học hướng đến hình thành các năng lực nghề nghiệp, đặc biệt năng lực hoạt động nghề. + Khuyến kích học sinh học một cách toàn diện hơn (Không chỉ là kiến thức chuyên môn mà còn học năng lực từ ứng dụng các kiến thức đó). + Nội dung dạy học có tính động hơn là dự trữ. + Người học tích cực, chủ động, độc lập hơn, Một bài học nữa mà học sinh sẽ đạt được là lợi ích và kĩ năng hoạt động nhóm; việc phối hợp kiến thức của nhiều môn, kết hợp hoạt động của nhiều người sẽ giúp học sinh đạt hiệu quả cao hơn trong học tập. Từ thực tế giảng dạy, tùy theo yêu cầu, nội dung của từng bài học, người giáo viên có thể lựa chọn, vận dụng kiến thức liên môn cho việc giảng dạy một vấn đề cụ thể. Tùy từng vấn đề trong bài dạy mà lựa chọn sử dụng kiến thức của hai hoặc nhiều môn học liên quan để sử dụng kết hợp trong bài giảng, nhằm đạt mục đích cao nhất là học sinh hiểu bài, có thể vận dụng và vận dụng sáng tạo những kiến thức, kĩ năng đó trong các tình huống khác nhau từ đó giúp học sinh có thể vận dụng được vào thực tiễn cuộc sống. 4 Những ví dụ bài học được đề cập trong đề tài này của tôi là: STT Bài Lớp Tên bài học Kiến thức liên môn cần vận dụng 1 3 10 Cơ bản Luyện tập: Thành phần nguyên tử. Hóa học - Toán - Vật lí 2 36 10 Cơ bản Tốc độ phản ứng hóa học Hóa học - Vật lí – Toán 3 38 10 Cơ bản Cân bằng hóa học Hóa học – Vật lí-Toán- Sinh 4 8 11 Cơ bản Amoniac và muối amoni Hóa học - Toán - Vật lí - Kĩ thuật - Văn học 5 12 11 Cơ bản Phân bón hóa học Hóa học - Sinh học - Công nghệ nông nghiệp 6 20 12 Cơ bản Sự ăn mòn kim loại Hóa học - Công nghệ công nghiệp - Vật lí 7 21 12 Cơ bản Điều chế kim loại Hóa học - Công nghệ công nghiệp - Vật lí 8 28 12 Cơ bản Luyện tập tính chất của kim loại kiềm, kiềm thổ và hợp chất của chúng Hóa học - Công nghệ công nghiệp - Vật lí Yêu cầu về người học: Học sinh cần có năng lực vận dụng sáng tạo những kiến thức liên môn như: Hoá - Toán - Vật lí - Sinh học - Văn - Công nghệ nông nghiệp, … để giải quyết các vấn đề bài học đặt ra. III- ĐỐI TƯỢNG DẠY HỌC CỦA BÀI HỌC + Đối tượng dạy học: Trong phạm vi đề tài này, trọng tâm là áp dụng kiến thức hoá học vô cơ lớp 10, 11 và 12, có sử dụng các kĩ năng và kiến thức cơ bản của các môn học trên. Nghiên cứu đã tiến hành trên đối tượng: Lớp Ban Số học sinh Năm học Thực hiện 11A4 Cơ bản A 40 2011 - 2012 Đã thực hiện 5 11D4 Cơ bản 39 2011 - 2012 Đã thực hiện 12A4 Cơ bản A 40 2012 - 2013 Đã thực hiện 12D4 Cơ bản 39 2012 - 2013 Đã thực hiện 11A8 Cơ bản 39 2014 - 2015 Đã thực hiện 11A9 Cơ bản 36 2014 - 2015 Đã thực hiện 10A1 Cơ bản A 41 2014 - 2015 Đã thực hiện 10A3 Cơ bản A 40 2014 - 2015 Đang thực hiện + Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học tích hợp phần hoá học vô cơ. IV- Ý NGHĨA CỦA BÀI HỌC Giúp học sinh có cảm hứng học tập môn Hoá học và vận dụng vào đời sống thực tiễn, định hướng lựa chọn công việc tương lai. V- THIẾT BỊ DẠY HỌC, HỌC LIỆU Máy chiếu projector, bảng, phấn, các sơ đồ, hình vẽ thích hợp phục vụ cho bài giảng. Sách giáo khoa lớp 10, 11, 12 (Cơ bản và nâng cao). VI- HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC VÀ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1. Dựa trên cơ sở a. Lí thuyết hoá học vô cơ các lớp 9, 10, 11, 12: * Tính chất của nitơ, photpho và các hợp chất của chúng: Các phản ứng đặc trưng của nitơ, amoniac, axit nitric, photpho, các oxit của nitơ, photpho, các hợp chất của nitơ, photpho, phân bón hoá học,… * Đặc điểm của các phản ứng đặc trưng: Phản ứng tổng hợp amoniac, phản ứng điều chế các chất như phân supe photphat đơn, photphat kép,… b. Các nguyên lí và định luật: Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê; Định luật bảo toàn khối lượng, Định luật bảo toàn nguyên tố, lí thuyết về phản ứng oxi hoá – khử, phản ứng nhiệt hoá học, cân bằng hoá học, tốc độ phản ứng,… 6 c. Các công thức, các khái niệm hoá học, toán học, vật lí,… cơ bản. 2. Nội dung trọng tâm: Kiến thức phần hoá học vô cơ chương VII lớp 10, chương II lớp 11 chương trình cơ bản và nâng cao. 3. Nội dung a. Mục đích của các ví dụ và bài tập sau đây: Trong nông nghiệp và công nghiệp, việc áp dụng khoa học kĩ thuật vào sản xuất làm tăng hiệu suất của phản ứng, giảm giá thành và bảo đảm an toàn trong lao động là việc làm rất cần thiết. Tăng năng suất cây trồng, bảo vệ môi trường và an toàn cho người sử dụng là mục đích của các nhà sản xuất. Nghiên cứu cân bằng hoá học (chương VII lớp 10, chương II lớp 11), kiến thức đại cương kim loại (chương V, VI lớp 12) để vận dụng giải quyết các bài tập và lí thuyết trong các tiết dạy và luyện tập trên. Áp dụng: 1. STT Bài Lớp Tên bài học Kiến thức liên môn cần vận dụng 1 3 10 Cơ bản Luyện tập: Thành phần nguyên tử. Hóa học - Toán - Vật lí,… Ví dụ 1: Khối lượng riêng của canxi kim loại là 1,55 g/cm 3 . Giả thiết rằng, trong tinh thể canxi các nguyên tử là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng. Bán kính nguyên tử canxi tính theo lí thuyết là A. 0,155nm. B. 0,196nm. C. 0,185nm. D. 0,168nm. Phân tích: Kiến thức hoá học: nguyên tố Ca, hình dạng của nguyên tử Ca (hình dung như quả cầu rỗng), số Avogađro. Kiến thức toán học: Công thức tính thể tích hình cầu, cách tính thể tích mol, thể tích thực của 1 mol Ca, tính bán kính nguyên tử Ca. Kiến thức lí học: khối lượng riêng (khối lượng của một chất trong một đơn vị thể tích) Công thức: m D = v (g/cm 3 ) hoặc (g/ml),… Hướng dẫn: Thể tích mol của Ca là: M V = D 7 Thể tích thực của 1 mol Ca là: V thực = M .0,74 D Thể tích 1 nguyên tử Ca là: v nguyên tử Ca = 23 M 0,74 . D 6.10 = 31,8.10 -24 cm 3 . Bán kính nguyên tử Ca là: 3 3V R = 4 π = 1,96.10 -8 cm. ⇒ Đáp án B. 2. STT Bài Lớp Tên bài học Kiến thức liên môn cần vận dụng 2 36 10 Cơ bản Tốc độ phản ứng hóa học Hóa học - Vật lí - Toán Ví dụ 2: Khi xây dựng cho học sinh khái niệm về tốc độ phản ứng, giáo viên cho học sinh quan sát hai thí nghiệm: TN 1 : BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + HCl (1) TN 2 : Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 → S↓ + SO 2 ↑ + H 2 O + Na 2 SO 4 (2) Học sinh có thể xác định đúng phản ứng nào xảy ra nhanh, phản ứng nào xảy ra chậm. Phân tích: Vậy kiến thức liên quan ở đây là: + Kiến thức môn Hóa học: Phản ứng hoá học, dấu hiệu phản ứng, sự nhận biết các sản phẩm (kết tủa màu vàng của S, màu trắng của BaSO 4 , bọt khí SO2 thoát ra có mùi xốc, ). + Kiến thức môn Vật lí: Tốc độ phản ứng tức thời và tốc độ phản ứng trung bình, cách xác định và công thức tính. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng như: áp suất, nhiệt độ, diện tích bề mặt, nồng độ, xúc tác và bản chất của chất. + Kiến thức môn Toán: Quá trình tính toán độ biến thiên nồng độ các chất phản ứng tại các thời điểm khác nhau. + Kiến thức xã hội: Ý nghĩa thực tiễn trong cuộc sống đó là các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng được vận dụng nhiều trong đời sống sản xuất, việc tăng diện tích tiếp xúc bề mặt, tăng nồng độ chất, tăng nhiệt độ thích hợp, tăng áp suất khí (như quá trình đun nấu ta dùng nối áp suất để nấu chín thực phẩm nhanh hơn, ) hoặc dùng xúc tác (như quá trình lên men rượu, quá trình sản xuất NH 3 cần xúc tác bột Fe, điều chế SO 3 từ SO 2 cần xúc tác V 2 O 5 , ). 3. 8 STT Bài Lớp Tên bài học Kiến thức liên môn cần vận dụng: 3 38 10 Cơ bản Cân bằng hóa học Hóa học - Vật lí - Toán - Sinh Ví dụ 3. Cho cân bằng hoá học sau: 2SO 2 (k) + O 2 (k) ⇄ 2SO 3 (k). Khi tăng nhiệt độ thì tỉ khối của hỗn hợp khí so với H 2 giảm đi. Phát biểu đúng khi nói về cân bằng này là: A. Phản ứng thuận toả nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch khi tăng nhiệt độ. B. Phản ứng nghịch thu nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ. C. Phản ứng nghịch toả nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ. D. Phản ứng thuận thu nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch khi tăng nhiệt độ. Phân tích: Kiến thức liên quan ở đây là: + Kiến thức môn Hóa học: Phản ứng hóa học, nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê, + Kiến thức môn Vật lí: Nhiệt tỏa trong phản ứng, các đại lượng vật lí: nhiệt độ, áp suất, xúc tác cần thiết để cân bằng chuyển dịch + Kiến thức môn Toán: sử dụng các kĩ năng tính toán để xác định phía tăng nhiệt, giảm nhiệt, + Kiến thức môn Sinh học: Khí SO 2 gây hại với môi trường, vì vậy, khi tiến hành quá trình sản xuất axit sunfuric cần thực hiện quy trình khép kín và dùng các chất như dung dịch kiềm để khử lượng SO 2 thoát ra môi trường. Ví dụ 4. Cho cân bằng hoá học: H 2 (k) + I 2 (k) ⇄ 2HI (k); ∆H > 0. Cân bằng không bị chuyển dịch khi A. giảm áp suất chung của hệ. B. tăng nồng độ H 2 . C. tăng nhiệt độ của hệ. D. giảm nồng độ HI. Phân tích: + Kiến thức môn Hóa học: Phản ứng hóa học, nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê, 9 + Kiến thức môn Vật lí: Nhiệt tỏa trong phản ứng, các đại lượng vật lí: nhiệt độ, áp suất, , trạng thái của chất (ở thể khí), + Kiến thức môn Toán: Xác định và so sánh số mol các chất trước và sau phản ứng. Kết quả học sinh sẽ xác định được: - Các chất tham gia và tạo thành đều ở thể khí. - Tổng số mol khí trước và sau phản ứng không đổi. - Vận dụng nguyên lí chuyển dịch cân bằng xác định được cân bằng của hệ phản ứng trên sẽ không bị chuyển dịch về phía nào khi thay đổi áp suất của hệ. 4. STT Bài Lớp Tên bài học Kiến thức liên môn cần vận dụng 4 8 11 Cơ bản Amoniac và muối amoni Hóa học - Toán - Vật lí - Kĩ thuật - Ngữ văn Ví dụ 5. Áp dụng trong bài giảng NH 3 phần V.2. Điều chế NH 3 trong công nghiệp Khí amoniac được điều chế bằng phản ứng: N 2 + 3H 2 0 t , p → ¬  2NH 3 ; ΔH = –92kJ Đặc điểm của phản ứng trên là phản ứng thuận nghịch; phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt. Để tăng hiệu suất của phản ứng tạo thành NH 3 , ta phải dùng các biện pháp kĩ thuật nào sau đây? A. giảm áp suất, tăng nhiệt độ. B. giảm áp suất, giảm nhiệt độ. C. tăng áp suất, tăng nhiệt độ. D. tăng áp suất, giảm nhiệt độ. Phân tích: Kiến thức hoá học: Sản xuất amoniac (một giai đoạn trong quá trình sản xuất axit nitric, phân bón hoá học) sử dụng phản ứng giữa N 2 và H 2 , đây là phản ứng thuận nghịch, cần phải kết hợp với các kiến thức các môn học khác để nghiên cứu sao cho quá trình sản xuất thu được nhiều amoniac nhất, an toàn và giảm bớt các chi phí cho quá trình sản xuất (vì hiệu suất phản ứng thuận tối đa chỉ 20 – 25%). Kiến thức lí học: Phản ứng trên xảy ra giữa các chất khí, việc nén các khí ở nhiệt độ thích hợp cần sử dụng các biện pháp chuyên môn để đạt được hiệu quả. Kiến thức toán học: Cần tính toán sự thay đổi về số mol hỗn hợp khí trước và sau phản ứng, kết hợp với sự thay đổi nhiệt tỏa ra (chiều thuận) hay thu vào (chiều nghịch) để áp dụng. 10 [...]... liên môn trong khi thi t kế soạn giảng phần nitơ, photpho, phân bón hoá học, cân bằng hoá học, kim loại và hợp chất, hoá học * Khuyến nghị Phương pháp vận dụng linh hoạt các môn học khác như Toán, Vật lí, Sinh học, Kĩ thuật nông nghiệp, … vận dụng vào các bài giảng thích hợp để tạo hiệu quả cao Song, việc vận dụng kiến thức liên môn cần phù hợp với từng bài, từng vấn đề sao cho có hiệu quả và chính... nhiệm vụ của đề tài, tôi đã giải quyết được một số vấn đề lí luận và thực tiễn sau đây: - Nghiên cứu cơ sở lí luận về sử dụng kiến thức liên môn phát triển tư duy của học sinh trong quá trình dạy, học hoá học - Nghiên cứu cơ sở phân loại kiến thức lí thuyết và bài tập theo các mức độ nhận thức và đã lựa chọn được cách phân loại kiến thức theo 4 mức độ phù hợp với thực tế học sinh Trung học phổ thông... STT Bài Lớp Tên bài học Kiến thức liên môn cần vận dụng 5 12 11 Cơ bản Phân bón hóa học Hóa học - Sinh học - Công nghệ nông nghiệp,… Ví dụ 10 Phân bón nào sau đây làm tăng độ chua của đất? A KCl B NH4NO3 C NaNO3 D K2CO3 Phân tích: Kiến thức hoá học: pH của dung dịch muối, công thức tính pH = -lg [H +], ý nghĩa của pH, Kiến thức toán: công thức tính logarit Kiến thức kĩ thuật nông nghiệp và sinh học: ... và xây dựng được các dạng bài tập, trong đó gồm các bài tập trắc nghiệm khách quan và một số bài tập tự luận của phần nitơ, photpho, phần bón hoá học, cân bằng hoá học, kim loại, hoá học với các vấn đề phát triển kinh tế, xã hội và môi trường trong chương trình hoá học lớp 10, 11, 12 (chương trình cơ bản và nâng cao) - Nghiên cứu, đề xuất cách sử dụng phương pháp dạy tích hợp liên môn trong khi thi t... bằng hoá học (lớp 10), nitơ, photpho, phân bón hoá học (lớp 11), kim loại và hợp chất của chúng, hoá học với các vấn đề phát triển kinh tế, xã hội và môi trường (lớp 12),… nên mới chỉ đạt được những kết quả nhất định Hướng phát triển của đề tài là tiếp tục nghiên cứu, vận dụng các phương pháp dạy học và kĩ thuật dạy học tích cực để hỗ trợ học sinh chiếm lĩnh các tri thức có tính chất tích hợp liên môn, ... tích: Kiến thức hoá học: công thức của phân supe photphat kép (canxi đihiđrophotphat) Kiến thức toán học: tính thành phần phần trăm về khối lượng Kiến thức kĩ thuật nông nghiệp: phân bón, độ dinh dưỡng Hướng dẫn:  → P2O5 Ca(H2PO4)2 142g tương ứng với 234g  → 40g xg ⇒ x = 65,9g Ca(H2PO4)2 65,9.100% Độ dinh dưỡng của Ca(H2PO4)2 là = 65,9% 100 6 STT Bài Lớp Tên bài học Kiến thức liên môn cần vận dụng. .. không đi sâu vào trọng tâm của bài * Với những kết quả thực tế có được cho thấy những đóng góp nhất định của đề tài trong việc giảng dạy nhằm gây hứng thú học tập tăng động lực học tập cho học sinh, phát triển năng lực nhận thức và tư duy của học sinh (theo chương trình cơ bản và nâng cao) Trong khuôn khổ của đề tài, mới chỉ thực hiện trên hệ thống bài tập thuộc phần Hoá học vô cơ Trung học phổ thông... như Phong Nha Kẻ Bàng, động Hương tích, …) Ví dụ 17 Hợp chất nào của canxi được dùng để đúc tượng, bó bột khi gãy xương? A Đá vôi (CaCO3) B Vôi sống (CaO) C Thạch cao nung (CaSO4.H2O) D Thạch cao sống (CaSO4.2H2O) Phân tích: Kiến thức hoá học: thành phần của các loại đá vôi, vôi sống và thạch cao, … Kiến thức y học: bó bột khi gãy xương Kiến thức lí học: sự giãn nở thể tích và tính chất ăn khuôn Hướng... tứ giác B Liên kết N–H trong phân tử NH3 là liên kết có cực, lệch về phía nguyên tử N C Nguyên tử N trong phân tử NH3 còn một đôi electron tự do D Trong phân tử NH3 có 3 liên kết σ Phân tích: Kiến thức hoá học: liên kết hoá học Kiến thức lí học: đôi electron tự do của nguyên tử nitơ Kiến thức toán học: hình chóp tứ giác Ví dụ 7 Để điều chế 4 lít NH3 từ N2 và H2 với hiệu suất 25%, thì thể tích H2 cần... lít Phân tích: Kiến thức hoá học: phản ứng điều chế NH3 Kiến thức lí học: thể tích khí tỉ lệ thuận với số mol khí ở cùng điều kiện Kiến thức toán học: tính hiệu suất phản ứng Chú ý tính thực tiễn của bài toán: hiệu suất thực tế cao nhất của phản ứng tạo NH3 là 25% (theo SGK) 11 Ví dụ 8 Cho 2 lít N2 và 7 lít H2 vào bình phản ứng, hỗn hợp thu được sau phản ứng có thể tích bằng 8,2 lít (thể tích các khí . NỘI TRƯỜNG THPT NHÂN CHÍNH BÀI DỰ THI DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP ĐỀ TÀI: Vận dụng kiến thức liên môn vào giảng dạy Hoá học vô cơ THPT” Môn học chính: Hoá học Các môn tích hợp: Toán, Vật lí, Sinh,. chọn, vận dụng kiến thức liên môn cho việc giảng dạy một vấn đề cụ thể. Tùy từng vấn đề trong bài dạy mà lựa chọn sử dụng kiến thức của hai hoặc nhiều môn học liên quan để sử dụng kết hợp trong bài. hoạch dạy học là mục đích của dạy học tích hợp, nó giúp cho học sinh hiểu và nắm bắt kiến thức một cách chủ động và có hứng thú hơn. Liên hệ giữa các kiến thức lí thuyết môn Hoá học vô cơ và hữu cơ