NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG DẠY HỌC DỰ ÁN HỌC PHẦN HIĐROCACBON CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM NGÀNH HÓA – SINH Ở TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM ĐIỆN BIÊN Nguyễn Thị Phương Thuý1 Phạm Văn Hoan2 Trong nhiều năm gần đây, trường Cao đẳng Sư phạm Điện Biên thực việc đổi phương pháp dạy học theo hướng tích cực đạt nhiều kết cao phía người dạy người học, Dự án giáo dục Việt - Bỉ đánh giá cao chất lượng thực áp dụng đổi dạy học tích cực triển khai trường cao đẳng sư phạm tỉnh miền núi phía bắc. Bài viết đề cập đến việc nghiên cứu áp dụng dạy học dự án đào tạo sinh viên cao đẳng sư phạm ngành Hóa – Sinh số nội dung học phần Hidrocacbon. 1. Giới thiệu dạy học dự án (DHDA) Học theo dự án (Project Work) hoạt động học tập nhằm tạo hội cho người học tổng hợp kiến thức từ nhiều lĩnh vực học tập,và áp dụng cách sáng tạo vào thực tế sống. Trong học theo dự án, hoạt động học tập thiết kế mang tính thiết thực, liên quan đến nhiều lĩnh vực kiến thức, lấy người học làm trung tâm gắn kiến thức học với vấn đề thực tiễn giới thực tại. Xuất phát từ nội dung học giảng viên đưa chủ đề với gợi ý hấp dẫn, kích thích người học tham gia thực hiện. Học theo dự án tập tình mà người học phải giải kiến thức theo nội dung học, học dự án đặt người học vào tình có vấn đề, việc giải vấn đề đòi hỏi tự lực cao người học. Khi người học lựa chọn nội dung tiểu chủ đề tự đặt vấn đề cần tìm hiểu nghiên cứu, người học hoàn toàn chủ động tích cực việc lập kế hoạch nghiên cứu, tìm kiếm, tổng hợp, xử lí thông tin để giải vấn đề đặt ra. Dạy học dự án có đặc điểm sau: định hướng thực tiễn, định hướng người học, phát triển tư bậc cao, phát triển khả cộng tác định hướng sản phẩm [1]. DHDA có ưu điểm bật như: Gắn lý thuyết với thực hành; Kích thích động cơ, hứng thú người học; Phát huy tính tự lực, tính trách nhiệm, sáng tạo. Rèn luyện tính bền bỉ, kiên nhẫn; Rèn luyện lực giải vấn đề phức hợp, mang tính tổng hợp; Phát triển lực cộng tác làm việc kỹ giao tiếp; Phát triển lực tự đánh giá; Tránh tình trạng lớp học thực hành; Học tập dựa dự án học hành động, sinh viên tích cực giành lấy kiến thức. Tuy nhiên, bên cạnh ưu điểm, học theo dự án có hạn chế thách thức định là: Đòi hỏi nhiều thời gian để sinh viên nghiên cứu tìm hiểu; Đòi hỏi phương tiện vật chất phù Trường CĐSP Điện Biên Bộ Giáo dục Đào tạo hợp; Học theo dự án yêu cầu giảng viên phải có trình độ chuyên môn nghiệp vụ sư phạm tốt, yêu nghề [1]. 2. Nghiên cứu áp dụng dạy học dự án vào giảng dạy học phần Hidrocacbon (Hoá hữu cơ) Hóa học hữu I thuộc học phần hóa học dành cho sinh viên năm thứ hệ cao đẳng sư phạm Hóa – Sinh, với đvht lý thuyết đvht, thực hành tập đvht. Mục tiêu Học phần cung cấp cho sinh viên kiến thức đại cương hợp chất hữu hóa học hữu cơ; hợp chất hidrocacbon, có kiến thức hiểu biết nguồn hidrocacbon thiên nhiên.Vận dụng kiến thức học để giải tập có liên quan tới hợp chất hiđrocacbon, liên hệ tới tập hoá hữu trung học sở [7]. Sau tìm hiểu vị trí phần Hiđrocacbon chương trình, xây dựng số thí dụ giao cho sinh viên học tập theo phương pháp dự án. Dưới đây, giới thiệu số ví dụ áp dụng dạy học dự án (phần hiđrocacbon) trường Cao đẳng Sư phạm Điện Biên. Ví dụ 1. Tại tác dụng với brom, trans-but-2-en tạo đồng phân erythro- đồng phân cis-but-2-en tạo đồng phân threo- dẫn xuất đibrom? Để giải vấn đề này, sinh viên cần nắm chế cộng brom chế AE giai đoạn theo hướng anti; biết đồng phân quang học, cách chuyển công thức phối cảnh công thức Fisơ. Ví dụ 2. Tại butan tác dụng với clo thường thu hỗn hợp dẫn xuất monoclo với tỉ lệ gần nhau, khi tác dụng với brom lại thu sản phẩm 2-brombutan? Qua việc giải nhiệm vụ này, sinh viên nắm được: chế phản ứng SR, khả phản ứng tương đối brom clo, brom phản ứng có tính chọn lọc cao clo. Ví dụ 3. Tại butan tác dụng với brom tạo hỗn hợp dẫn xuất monobrom lại làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực? Để giải nhiệm vụ này, sinh viên phải hiểu được: phản ứng gốc tự qua trạng thái gốc tự có cấu hình phẳng sp2 nguyên tử cacbon; phân tử halogen công vào gốc tự từ phía mắt phẳng với xác xuất nhau, tạo nên hỗn hợp đồng phân quang học có góc quay ngược chiều nhau. Ví dụ 4. Hoàn toàn tương tự yêu cầu sinh viên giải nhiệm vụ: Tại Cl nhóm hút electron (nhóm loại II) brom vào clobenzen, sản phẩm lại ưu tiên vị trị ortho- para- nhóm loại II? Đây yêu cầu nâng cao đồi hỏi sinh viên phải xét kĩ độ bền trạng thái trung gian phức xichma (σ) phản ứng SE2Ar vào nhân thơm, từ trả lời câu hỏi đặt ra. Với số vấn đề liên quan đến ứng dụng thực tế hiđrocacbon vậy. Để giải nhiệm vụ này, sinh viên phải tìm hiểu thêm ứng dụng lí kĩ thuật. Sau vài ví dụ. Ví dụ 5. Tại muốn có lửa nhiệt độ cao để hàn cắt kim loại phải dùng axetilen etan nhiệt đốt cháy khí đktc tương ứng 1320 1560 kJ/mol? Kết kiến thức sinh viên cần đạt được: Do C2H2 dễ điều chế dễ sử dụng hơn. C2H2 điều chế từ CaC2 chất rắn, dễ sử dụng bảo quản. Điều quan trọng đốt cháy C2H2 sinh mol nước. Trong đốt cháy mol C2H6 lại tạo mol nước. Khi H2O bốc thu nhiệt mạnh làm giảm nhiệt độ xuống. Do thực tế nhiệt độ tạo đốt cháy C2H2 lại cao C2H6. Có thể thấy rằng, hàm lượng cacbon phân tử hiđrocacbon cao, nhiệt độ lửa hiđrocacbon cháy cao. Để có định hướng giải vấn đề này, sinh viên phải hiểu nhiệt độ cháy nhiệt phản ứng lúc tỉ lệ với nhau. Tỉ lệ cacbon cao nhiệt độ cháy cao, nhiệt phản ứng lại phụ thuộc vào yếu tố khác. Ví dụ 6. Tại xăng ta thường nhìn thấy ghi số 83, 90, 92? Các số có nghĩa gì? Tại xăng trước lại pha chì (dưới dạng Pb(C2H5)4) ? Kết kiến thức sinh viên cần đạt được: Các số ghi số octan loại xăng bán thị trường. Chỉ số octan đặc trưng định lượng quy ước chất lượng nhiên liệu cho động đốt trong, dựa khả kích nổ [8]. Đối với động đốt trong, tượng kích nổ đương nhiên có hại: sóng nổ phá hủy xilanh, vòng đệm van, động bị nhiệt mau chóng bị hỏng. Cho nên nhiệm vụ quan trọng tạo nhiên liệu cho động khó bị kích nổ. Các nhà bác học làm sáng tỏ rằng: loại nhiên liệu có chứa nhiều hiđrocacbon mạch thẳng, không phân nhánh dễ bị kích nổ nhất. Độ ổn định xăng tượng kích nổ đánh giá theo thang octan đặc trưng số octan nói. Việc thêm Pb(C2H5)4 nhằm mục đích làm tăng số octan ncủa nhiên liệu, cháy sinh chì oxit gây độc môi trường nên bị cấm sử dụng phụ gia này. Ví dụ 7. Tại xăng người ta cấm sử dụng lửa, cấm sử dụng điện thoại di động? Kết kiến thức sinh viên cần đạt được: Xăng chất lỏng dễ bay hơi, điểm bán xăng có nhiều xăng không khí. Nếu điểm bán xăng ta dùng lửa gây cháy. Nếu dùng điện thoại di động, phát lượng sóng điện từ kích thích xăng không khí bùng cháy. Để giải vấn đề này, sinh viên cần nắm tính chất vật lí ankan lỏng - thành phần xăng. Ví dụ 8. Nguyên tắc phương pháp điều chế nước tàu biển cách hoá rắn hỗn hợp nước với propan? Kết kiến thức sinh viên cần đạt được: Trong cấu trúc nước đá, phân tử nước liên kết với phân tử nước khác liên kết hiđro, phân tử nước nằm tâm hình tứ diện đều, đỉnh hình tứ diện khác. Do liên kết phân tử nước liên kết hiđro nên cấu tạo nước đá không đặc khít mà rỗng. Một số chất khí CH4, CO2, SO2, Cl2, Kr… tạo thành tinh thể bền với nước nhiệt độ thấp, chúng chui vào khoảng trống tạo phân tử nước. Do nén propan nhiệt độ thấp vào nước biển, propan chui vào khoảng trống phân tử H2O tạo thành tinh thể tách khỏi dung dịch. Tách tinh thể đun nóng, propan thoát ra, ta thu nước ngọt. Hợp chất kiểu gọi hợp chất bọc clatrat. Ngày hợp chất bọc clatrat ứng dụng rộng rãi dùng để tách chất khỏi hỗn hợp; bao bọc; che chở chất hữu hay ứng dụng y, sinh học… Ví dụ 9.Tại mùa hè, vào ngày trời nóng nắng, mặt hồ ao thường sủi bọt? Kết kiến thức sinh viên cần đạt được: Vào mùa hè, hôm trời nóng nắng, tức nhiệt độ nước ao hồ cao bình thường. Vì độ tan khí nước ao hồ giảm xuống, thấp mức bình thường khí CH4 có O2, CO2, N2… Khi trời nắng, độ tan giảm khí giảm nên lượng khí ao hồ phải thoát ngoài. Vì mặt ao hồ thường chất bẩn nên khí không thoát hết không khí mà bị “váng bẩn” chặn lại, tạo thành bọt khí. Để giải vấn đề này, sinh viên cần nắm độ tan khí theo nhiệt độ. Ví dụ 10. Khi thùng đựng xăng đầy ắp có thùng đựng xăng không đầy bị cháy trường hợp nguy hiểm hơn? Kết kiến thức sinh viên cần đạt được: Thùng đựng xăng không đầy cháy nguy hiểm hơn, trường hợp xăng dễ tạo hỗn hợp nổ với oxi không khí hơn. Để giải vấn đề này, sinh viên cần nắm xăng (ankan lỏng) có khả tạo hỗn hợp nổ với oxi không khí. Ví dụ 11. Trước axetilen sản xuất từ đất đèn. Đất đèn điều chế từ than đá (C) từ đá vôi (CaCO3). Phương pháp sản xuất có nhược điểm gì? Tại không nên xây dựng lò sản xuất đất đèn khu vực đông dân cư? Kết kiến thức sinh viên cần đạt được: Muốn điều chế đất đèn từ C CaO, người ta phải tốn nhiều lượng điện, phản ứng xẩy nhiệt độ cao (25000C) lò điện với điện cực lớn than chì. 25000C CaO + 3C → CaC2 + CO Chính quy mô công nghiệp người ta sản xuất axetilen từ đất đèn nữa, mà từ khí metan, thực tế sản xuất CaC2 mục đích khác. Không nên xây dựng lò sản xuất đất đèn khu vực đông dân trình sinh khí CO, khí độc. Để giải vấn đề này, sinh viên cần nắm điều kiện phản ứng tạo CaC tính độc CO. Ví dụ 12. Ngày axetilen sản xuất quy mô công nghiệp từ khí metan CH4. Phản ứng xảy nhiệt độ cao(15000C) 2CH4 → C2H2 + 3H2 Hãy tìm hiểu trình sản xuất người ta thường cho thêm vào hỗn hợp phản ứng lượng nhỏ O2. Biết thành sản phẩm CH4 chưa phản ứng, H2, C2H2 có CO, CO2 Kết kiến thức sinh viên cần đạt được: Khi cho thêm lượng nhỏ O2 vào, phần CH4 bị đốt cháy, nhiệt phản ứng sinh góp phần cung cấp nhiệt cho phản ứng chuyển hóa metan thành axetilen. Để giải vấn đề sinh viên cần phải nắm phản ứng đốt cháy metan, phản ứng sinh nhiều nhiệt. Ví dụ 13. Benzen có nhiều ứng dụng thực tế, hóa chất quan trọng hóa học. Trước phòng thí nghiệm hữu cơ, hay dùng bezen làm dung môi, người ta thường thay benzen toluen. Tại ? Kết kiến thức sinh viên cần đạt được: Tính độc benzen gây bị oxi hoá theo chế khác vào nhân thơm. Khi benzen vào thể, nhân thơm bị oxi hoá theo chế phức tạp, gây ung thư. Khi thay benzen làm dung môi, toluen dễ bị oxi hoá nhóm CH3 thành axit benzoic - chất dùng làm chất bảo quản thực phẩm - nên hạn chế khả oxi hoá vào nhân thơm. Vì toluen gây độc hơn. Để giải vấn đề này, sinh viên cần nắm tính chất hóa học toluen C6H5CH3 tính chất axit benzoic Ví dụ 14. Etilen dùng để kích thích trái mau chín. Nó đồng thời sản phẩm sinh trái chín. Trong thực tế người ta kích thích trái chín cách để vào chỗ để trái đất đèn. Điều xảy để trái chín bên cạnh trái xanh? Kết kiến thức sinh viên cần đạt được: Khi để đất đèn chỗ để trái cây, tác dụng với nước không khí tạo thành C 2H2. Như axetilen có tác dụng kích thích trái mau chín. Thực tế người ta sử dụng C 2H2 C2H4 C2H2 dễ dàng, thuận tiện điều chế từ đất đèn. Một lí để sử dụng đất đèn, phản ứng CaC2 với nước phản ứng tỏa nhiệt, góp phần giúp trái mau chín. Khi để trái chín cạnh trái xanh, C2H4 - sinh từ trái chín - kích thích trái xanh chín. Ví dụ 15. Axetilen cháy lửa lên đến 30000C. Có thể điều chế C2H2 từ đất đèn dựa phản ứng sau: CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2↑ Khi đất đèn phản ứng với nước thường có mùi hôi; mùi hôi có phải axetilen gây không? Kết kiến thức sinh viên cần đạt được: Khí có mùi hôi axetilen, mà đất đèn CaC2 có nhiều tạp chất khác, phản ứng với H2O sinh số khí khác H2S, PH3…Những khí gây mùi hôi. Để thực câu hỏi sinh viên cần phải hiểu thuật ngữ đất đèn hay nói chung hóa chất kĩ thuật đấy, tức chất tinh khiết, mà chứa nhiều tạp chất, hóa chất sử dụng không đòi hỏi độ tinh khiết cao. 3. Kết luận Dạy học dự án phương pháp học đáp ứng quan điểm dạy học lấy người học làm trung tâm. Học theo dự án góp phần gắn lý thuyết với thực hành, tư hành động, kiến thức học với thực tế sống, góp phần tích cực vào việc đào tạo lực làm việc tự lực, lực sáng tạo, lực giải vấn đề phức hợp, tinh thần trách nhiệm khả làm việc người học. Việc áp dụng DHDA vào học phần hóa hữu cho sinh viên cao đẳng sư phạm ngành Hóa – Sinh cần thiết. Với vài ví dụ nêu định hướng giúp sinh viên đặt tình có vấn đề trước sau nghiên cứu học lý thuyết. Việc áp dụng DHDA cho sinh viên học phần học phần hóa học khác chương trình đào tạo tạo tảng kiến thức thực tiễn cho sinh viên nghiên cứu sử dụng sau trường, góp phần nâng cao chất lượng dạy học. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Lăng Bình (chủ biên), Đỗ Hương Trà, Nguyễn Phương Hồng, Cao Thị Thặng, Dạy học tích cực: số phương pháp kĩ thuật dạy học, Nxb ĐHSP Hà Nội, 2010. 2. Meier Berd, Nguyễn Văn Cường, Giáo trình lí luận dạy học đại học, Dự án trung học sở, Hà Nội, 2005. 3. Nguyễn Cương, Tiếp tục đổi phương pháp dạy học Hoá học để nâng cao chất lượng đào tạo giáo viên Hoá học THCS trường CĐSP, Hội thảo tập huấn triển khai chương trình, giáo trình CĐSP, Bộ GD ĐT, 5/2006. 4. Bùi Thị Hạnh, Trần Trung Ninh, Áp dụng dạy học dự án dạy học phần Hoá hữu trường Cao đẳng thuỷ sản, Tuyển tập báo cáo hội thảo quốc gia Đổi nội dung phương pháp đào tạo, bồi dưỡng Hoá học trường Đại học Cao đẳng, Hà Nội, 4/2008, 21-27. 5. Phan Tống Sơn, Trần Quốc Sơn, Đặng Như Tại, Cơ sở Hoá học hữu cơ, Tập I, Nxb Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, 1976. 6. Trần Quốc Sơn, Đặng Văn Liếu, Giáo trình Cơ sở Hoá học hữu cơ, Tập I (Sách dự án đào tạo giáo viên THCS), Nxb ĐHSP, 2008 (Tái lần thứ tư). 7. Bộ Giáo dục Đào tạo. Chương trình khung đào tạo khối ngành cao đẳng sư phạm (Ban hành theo Quyết định số / ./QĐ-BGD ĐT ngày / /20 Bộ Giáo dục Đào tạo). 8. Nguyễn Hữu Đĩnh (Chủ biên), Phạm Văn Hoan, Giáo trình Hoá dầu đại cương, Nxb Giáo dục, Hà Nội, 2009. THE STUDY TO APPY PROJECT TEACHING OF THE MODULE “HYDROCARBON” FOR CHEMISTRY-BIOLOGY STUDENT TEACHERS AT DIEN BIEN TEACHERS’ TRAINING COLLEGE Nguyen Thi Phuong Thuy Pham Van Hoan Abstract Every years recently, The Dien Bien Pedagogical college has been innovating the teaching – learning method toward positiveness and has been collecting good results via the teacher’s and the learner’s feedback. . Vietnam – Belgium educational project estimates highly teaching – learning method toward positiveness at all pedagogical colleges in the northern mountainous provinces. This article deals with applying research project teaching – learning in teaching pedagogical college students with a biochemistry course with content in the modul Hidrocacbon. . NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG DẠY HỌC DỰ ÁN HỌC PHẦN HIĐROCACBON CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM NGÀNH HÓA – SINH Ở TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM ĐIỆN BIÊN Nguyễn Thị Phương Thuý 1 Phạm Văn Hoan 2 . dụng dạy học dự án trong đào tạo sinh viên cao đẳng sư phạm ngành Hóa – Sinh đối với một số nội dung trong học phần Hidrocacbon. 1. Giới thiệu về dạy học dự án (DHDA) Học theo dự án (Project. sư phạm tốt, yêu nghề [1]. 2. Nghiên cứu áp dụng dạy học dự án vào giảng dạy học phần Hidrocacbon (Hoá hữu cơ) Hóa học hữu cơ I thuộc học phần hóa học dành cho sinh viên năm thứ nhất hệ cao