Sự hình thành khái niệm cơ chế phản ứng trong chương trình hoá học hữu cơ ở trường phổ thông

Lời cảm ơn Trớc tiên, em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến ban chủ nhiệm khoa Hoá, thầy, cô khoa, tổ môn Phơng pháp dạy học giúp đỡ tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn Đặc biệt giảng viên - thạc sĩ Lê Danh Bình giúp em nhiều việc lựa chọn thực đề tài Sau nữa, em xin bày tỏ lòng cảm ơn đến thầy hiệu trởng thầy, cô giáo trờng PTTH Lê Hồng Phong - Hng Nguyên giúp đỡ em trình thực nghiệm đề tài Nhân dịp này, xin đợc cảm ơn tất bạn bè ngời thân động viên, giúp đỡ để hoàn thành khóa luận Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn ghi nhận tất Lê Thị Minh Tin Sinh viên K40 A - Hoá Khóa luận tốt nghiệp phần 1: Mở đầu I Lý chọn đề tài Giáo dục đào tạo khoa học - công nghệ đợc Đảng nhà nớc ta xác định quốc sách hàng đầu, động lực phát triển KT - XH, tảng nhân tố định thắng lợi nghiệp CNH - HĐH đất nớc Chính lý đó, phát triển nghiệp giáo dục nhiệm vụ quan trọng Trong năm qua, có cố gắng công cải cách đổi phơng pháp giảng dạy nhà trờng tất cấp học, bậc học Tuy nhiên thực tế mang nặng lối giảng dạy truyền thụ chiều, cha có cải tiến đáng kể nội dung phơng pháp, đặc biệt phơng pháp Quá trình dạy học trờng phổ thông trình hình thành khái niệm Nội dung chơng trình hoá học trờng phổ thông hệ thống khái niệm hoá học Muốn nâng cao chất l ợng dạy học không nâng cao chất lợng việc hình thành cho học sinh khái niệm Trong hệ thống khái niệm hoá học khái niệm phản ứng hoá học khái niệm quan trọng Khái niệm phản ứng hoá học bao gồm nhiều khái niệm thành phần Để hình thành khái niệm phản ứng hoá học cho học sinh cần hình thành đầy đủ khái niệm thành phần Trong khái niệm thành phần phản ứng hoá học khái niệm chế phản ứng khái niệm quan trọng Tuy nhiên vấn đề khó, đợc giáo viên đề cập đến qua trình giảng dạy Do học sinh nắm kiến thức phản ứng hoá học không đợc hệ thống sâu sắc Trong chơng trình hoá học hữu cơ, việc nghiên cứu chế phản ứng đặc biệt quan trọng Việc nắm vững kiến thức phản ứng hoá học nâng cao mức độ nắm vững lý thuyết hoá học đồng thời giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, góp phần quan trọng việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp Để góp phần nâng cao hiệu hình thành khái niệm chế phản ứng hoá học hoá hữu cơ, chọn đề tài "Hình thành khái niệm chế phản ứng chơng trình hoá học hữu trờng trung học phổ thông" Chuyên ngành phơng pháp =2= Khóa luận tốt nghiệp II Mục đích nghiên cứu Trên sở đặc điểm trình hình thành phát triển khái niệm hoá học hoá học nói chung, tiến hành nghiên cứu việc hình thành phát triển khái niệm chế phản ứng hoá học hữu cơ, từ đề xuất phơng pháp dạy học thích hợp để nâng cao hiệu giảng dạy khái niệm chơng trình hoá học trờng THPT III Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận trình hình thành phát triển khái niệm trờng phổ thông nói chung trình hình thành, phát triển khái niệm chế phản ứng hoá học hữu nói riêng - Tìm hiểu thực trạng dạy, học phần khái niệm chế phản ứng hoá học hữu trờng phổ thông - Tìm kiếm, lựa chọn phơng pháp, phơng tiện tối u đảm bảo tốt cho việc hình thành phát triển số loại chế phản ứng hoá học trờng phổ thông - Thực nghiệm s phạm đánh giá hiệu quy trình, phơng pháp, phơng tiện dạy học lựa chọn IV phơng pháp nghiên cứu IV.1 Nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu văn Đảng, Nhà nớc Bộ GD-ĐT có liên quan đến vấn đề nâng cao chất lợng giáo dục - Nghiên cứu tài liệu lý luận dạy học, tâm lý học, giáo dục học, tài liệu có liên quan đến đề tài IV Nghiên cứu thực tiễn - Nghiên cứu thực tiễn dạy, học phần khái niệm chế phản ứng hoá học hữu trờng THPT IV.3 Thực nghiệm s phạm - Đánh giá hiệu quy trình, phơng pháp, phơng tiện dạy học đợc lựa chọn để hình thành phát triển số khái niệm nói đến đề tài - Xử lý kết thực nghiệm phơng pháp thống kê toán học V Giả thuyết khoa học Chuyên ngành phơng pháp =3= Khóa luận tốt nghiệp - Việc nghiên cứu trình hình thành phát triển khái niệm chế phản ứng hoá học hữu nh đề xuất số phơng pháp dạy học tích cực giúp nâng cao hiệu giảng dạy, phát triển lực tiếp thu kiến thức môn hoá học cho học sinh VI Đóng góp đề tài Nghiên cứu trình hình thành phát triển khái niệm chế phản ứng hoá học hữu trờng phổ thông đề xuất phơng pháp dạy học có hiệu để hình thành tốt khái niệm Chuyên ngành phơng pháp =4= Khóa luận tốt nghiệp phần II: nội dung nghiên cứu Chơng I: Cơ sở lý luận đề tài I.1 ý nghĩa tầm quan trọng việc hình thành khái niệm giảng dạy hoá học Hình thành khái niệm vấn đề trung tâm lý luận dạy học môn Nó có tầm quan trọng lớn mặt trí dục đức dục Muốn nâng cao chất lợng việc dạy học không nâng cao chất lợng việc hình thành cho học sinh khái niệm Chúng ta biết rằng, nhiệm vụ việc dạy học nhà trờng vũ trang cho học sinh sở khoa học, phát triển họ lực nhận thức thông qua mà hình thành ng ời XHCN Việc dạy học theo tinh thần đòi hỏi nội dung trí dục phải phản ánh đợc thực cách đắn, chân thực, khách quan, xác, không thêm bớt, không xuyên tạc Nó đòi hỏi phải làm cho học sinh thấy đợc thuộc tính chất giới vật chất, mối liên hệ nội sâu xa vật thể t ợng, phải làm cho họ nhìn thấy chúng vận động biến đổi phát triển đấu tranh cũ để thực đợc nguyên tắc việc dạy học tính t tởng tính khoa học thiết phải quan tâm đến việc hình thành cho học sinh quan điểm lý thuyết chủ đạo liên quan chặt chẽ với đó, hình thành khái niệm Trong trình khái quát hoá, kiến thức chất riêng biệt biến hoá chúng, khái niệm hoá học xuất Những khái niệm trở thành điểm tựa vững chắc, vũ khí cho việc tiếp tục nghiên cứu nguyên tố hợp chất hoá học Lúc khái niệm đợc cụ thể hoá thêm, đào sâu thêm ngày phản ánh đắn hơn, đầy đủ mặt phức tạp thực tế Chúng ta thấy rằng, trình dạy học khái niệm trở thành điểm tựa, vũ khí phơng pháp quan trọng cần thiết cho việc tiếp tục nghiên cứu chất tợng hoá học khác cách dễ dàng, nhanh chóng có hiệu Vì việc nghiên cứu môn Chuyên ngành phơng pháp =5= Khóa luận tốt nghiệp hoá học chơng trình phổ thông phải việc hình thành số khái niệm chung Tóm lại, hình thành khái niệm quan điểm lý thuyết chủ đạo hoá học nhiệm vụ quan trọng, có ý nghĩa trí, đức dục lớn lao mà ngời giáo viên phải thực cách có trách nhiệm với nghệ thuật cao I.2 Các giai đoạn việc hình thành phát triển khái niệm chơng trình hoá học phổ thông Trớc xét tới giai đoạn hình thành khái niệm hoá học, cần phân tích rõ cấu trúc chơng trình hoá học trờng THPT Cấu trúc có tác dụng định tới việc hình thành khái niệm hoá học I.2.1 Vấn đề hệ thống hoá kiến thức chơng trình hoá học trờng phổ thông Nh rõ, chơng trình hoá học hệ thống kiến thức hoá học đợc lựa chọn theo nguyên tắc định, phụ thuộc vào yêu cầu mục tiêu đào tạo nhà trờng XHCN Việt Nam, vào đặc điểm phát triển hóa học quy luật s phạm định Chơng trình hoá học trờng phổ thông nh môn học khác thâu tóm hết đợc kiến thức thời đại Chơng trình hệ thống kiến thức nhất, đ ợc lựa chọn cẩn thận phù hợp với mục tiêu đào tạo, với trình độ khoa học đại với thực tiễn Việt Nam, phù hợp với phát triển lứa tuổi học sinh cấp học Hệ thống kiến thức bao gồm hiểu biết mấu chốt nhất, dùng làm tảng, làm vũ khí để ng ời học có khả tiếp tục sâu vào ngành khoa học nh vào ngành có liên quan Có thể nói hệ thống hiểu biết quan trọng mà chúng hiểu học hoá học đợc Tất nhiên chơng trình học bao gồm hệ thống kiến thức đó, nhng tạo thành xơng sống cho nội dung dạy học Đó kiến thức mà học sinh buộc phải biết Bên cạnh có kến thức thờng giúp học sinh suy đợc kiến thức khác kiến thức khác lại giúp đào sâu thêm kiến thức Chuyên ngành phơng pháp =6= Khóa luận tốt nghiệp Kiến thức biết Kiến thức cần biết Kiến thức buộc phải biết Phân tích chơng trình ta thấy kiến thức thờng tập hợp thành "vùng kiến thức" hay "vùng khái niệm" mà hạt nhân thờng khái niệm trung tâm, tức kiến thức (buộc phải biết) vùng Các vùng kiến thức đợc xếp liên tục theo lôgic khoa học, giống nh mắt xích chuỗi dây xích Đối với chơng trình hoá học phổ thông Việt Nam, kiến thức tạo thành nội dung chủ yếu nhóm khái niệm sau: - Những khái niệm phản ứng riêng rẽ, cụ thể loại phản ứng hoá học khái niệm tổng quát phản ứng hoá học - Những khái niệm chất Các chất cụ thể, phân loại chất, khái niệm tổng quát - Những khái niệm nguyên tố hoá học: nguyên tố hoá học, khái niệm tổng quát khái niệm định luật HTTH - Những khái niệm chung trừu tợng phản ánh đặc tính nguyên tố, chất biến hoá chúng đợc lấy để xét nh hoá trị, cân hoá học - Những khái niệm cấu tạo chất định luật hóa học chi phối tác dụng tơng hỗ biến hoá chất - Những khái niệm ứng dụng thực tiễn quan trọng, có tính chất kỹ thuật tổng hợp hoá học phục vụ cho sống, sản xuất chiến đấu, khoa học kỹ thuật - Những khái niệm phơng pháp nghiên cứu khoa học đặc trng cho hoá học Nh vậy, nói xơng sống chơng trình hoá học trờng phổ thông Việt Nam hệ thống khái niệm hoá học I.2.2 Các giai đoạn trình hình thành khái niệm Chuyên ngành phơng pháp =7= Khóa luận tốt nghiệp Phân tích cấu trúc chơng trình hoá học trờng phổ thông ta thấy rằng, nhìn chung khái niệm hoá học đợc hình thành trải qua giai đoạn nh sau: - Từ lúc bắt đầu tìm hiều hoá học trớc nghiên cứu thuyết nguyên tử Giai đoạn thờng ngắn ngủi - Từ thuyết nguyên tử đến trớc lúc nghiên cứu định luật tuần hoàn, thuyết cấu tạo nguyên tử thuyết điện ly - Từ sau tới trớc học thuyết cấu tạo hoá học - Từ thuyết cấu tạo hoá học đến hết chơng trình Việc phân chia trình hình thành khái niệm hoá học thành giai đoạn nói tuỳ tiện Ta biết rằng, nội dung khái niệm khoa học phát triển dần dần, ngày sâu hơn, xác đợc soi sáng quan điểm lý thuyết chủ đạo ngày sâu hơn, chất Điều hoàn toàn phù hợp với lý luận nhận thức nh với lịch sử khoa học Tuy nhiên, nói nh nghĩa khái niệm buộc phải trải qua giai đoạn Muốn biết khái niệm cụ thể phải trải qua giai đoạn nào, ngời giáo viên phải phân tích sâu sắc chơng trình sách giáo khoa Trớc hết, phải tìm chỗ xuất phát hệ thống khái niệm Nói cách khác, tìm vị trí sơ đồ chung), từ ta xem xét hình thành tức khắc hay phải trải qua nhiều giai đoạn xem xét phải trải qua giai đoạn cụ thể Trong giai đoạn ấy, nội dung cần truyền thụ phải có mức độ sao, phơng pháp giảng dạy phải nh cho thích hợp I.3 Nội dung nghiên cứu việc hình thành khái niệm Thực tiễn giảng dạy trờng phổ thông cho biết rằng: Muốn hình thành có hiệu cho học sinh khái niệm hệ thống khái niệm đó, ngời giáo viên cần xét kỹ nhiều mặt khái niệm tr ớc tiến hành giảng dạy Muốn xét kỹ vấn đề phải xuất phát từ mục tiêu đào tạo cấp học nhiệm vụ trí - đức dục môn học, tức phải dựa chắn vào nội dung chơng trình môn Mặt khác, trình nhận thức học sinh tuân theo nhận thức luận Lênin: "Từ trực quan sinh động đến t trừu tợng, từ t trừu tợng đến thực tiễn" Tuy nhiên, trình nhận thức học sinh có điểm khác Chuyên ngành phơng pháp =8= Khóa luận tốt nghiệp biệt nhận thức biết, đợc loài ngời đúc kết, tiến hành nhanh dựa vào kiến thức Nói chung việc nghiên cứu khái niệm cần trải qua bớc sau đây: - Xét vị trí tầm quan trọng khái niệm (hay hệ thống khái niệm) chơng trình môn - Xét cấu trúc khái niệm Khái niệm bao gồm kiến thức mà ta phải hình thành cho học sinh Ng ời ta thờng phải trớc hết vào quan niệm đại khoa học hoá học khái niệm đó, xét phát triển lịch sử sau cân nhắc xem nhà trờng phổ thông, phải lựa chọn kiến thức thuộc khái niệm truyền thụ cho học sinh, cần dựa vào trình độ phát triển chung học sinh mà xét kỹ khối lợng, mức độ nông hay sâu kiến thức Nh có bớc phải thực hiện: + Xét cấu trúc khái niệm theo quan điểm đại khoa học (dựa vào chơng trình hoá học Đại học ) + Lựa chọn kiến thức kỹ năng, kỹ xảo cần truyền thụ cho học sinh phổ thông vào trình độ phát triển họ - Phân tích trình hình thành khái niệm (hay hệ thống khái niệm suốt chơng trình PTCS PTTH) Nói cách khác, phải xét phân chia thành giai đoạn phát triển khái niệm Trong giai đoạn khái niệm đợc hình thành phát triển sao, có yêu cầu kiến thức lẫn kỹ kỷ xảo cần phải xem xét khía cạnh khái niệm, tức kiến thức thành phần cấu trúc khái niệm đợc hình thành phát triển nh cách độc lập nh tơng tác chúng với - Dựa sở phân chia thành giai đoạn, xét đặc điểm mặt s phạm (phơng pháp tổ chức việc dạy học) giai đoạn Tìm biện pháp s phạm hiệu nghiệm nhất, thích hợp với tng giai đoạn nhằm thực đợc yêu cầu riêng giai đoạn nh yêu cầu chung việc hình thành khái niệm giáo viên phải vận dụng sáng tạo nguyên tắc dạy học hoá học mà phải tìm biện pháp s phạm tích cực kho tàng hiểu biết kinh nghiệm dạy học phơng pháp tổ chức Chuyên ngành phơng pháp =9= Khóa luận tốt nghiệp - Cuối cùng, phải xét tới việc tổng kết khái niệm, nhằm khái quát hoá cho học sinh kiến thức lẻ tẻ, mặt hệ thống kiến thức mà em đợc tiếp thu trình hình thành khái niệm Nh em nắm vững đợc khái niệm việc hệ thống hoá chặt chẽ Tuỳ khái niệm, việc khái quát hoá làm độc lập, thực ôn tập tổng kết vấn đề khác quan trọng rộng Trên nội dung bớc mà ngời giáo viên phải làm nghiên cứu hình thành khái niệm (hay hệ thống khái niệm) Tất nhiên nét chung I.4 Khái niệm chế phản ứng chơng trình hoá học hữu trờng phổ thông I.4.1 ý nghĩa tầm quan trọng khái niệm Trong hệ thống khái niệm hoá học trờng phổ thông phản ứng hoá học khái niệm quan trọng Việc nghiên cứu nguyên tố hợp chất hoá học chúng thông qua việc nghiên cú phản ứng hoá học mà chúng thể Chúng ta biết rằng: Cơ chế phản ứng hoá học số khái niệm thành phần khái niệm phản ứng hoá học, muốn hình thành tốt khái niệm phản ứng hoá học cho học sinh cần hình thành tốt khái niệm chế phản ứng Việc nghiên cứu khái niệm chế phản ứng quan thông qua học sinh: - Hiểu đợc chất phản ứng hoá học - Hệ thống hoá đợc loại phản ứng hóa học - Đợc cung cấp nhiều kiến thức lĩnh vực giáo dục kỹ thuật tổng hợp, giúp em hiểu đợc vấn đề thực tiễn sản xuất hoá học nh: tăng hiệu suất phản ứng, điều khiển chiều phản ứng, xác định cấu trúc hợp chất thiên nhiên từ học sinh hiểu đợc cách sâu sắc trình sản xuất hoá học mở triển vọng có khả điều khiển trình theo hớng có lợi cho ngời - Khái niệm chế phản ứng có tác dụng chúng minh khả nhận thức giới ngời vô tận, giới hạn thông qua tác động mạnh mẽ tới lòng say mê học tập môn hoá học học sinh I.4.2 Khái niệm chế phản ứng Chuyên ngành phơng pháp = 10 = Khóa luận tốt nghiệp chung phản ứng tách Học sinh thực hiểu rõ phản ứng tách thông qua phản ứng tách nớc từ phân tử rợu no đơn chức (Phần hoá tính - Bài Dãy đồng đẳng rợu etylic - Chơng: Rợu, phenol, amin - Lớp 12) thấy rằng: rợu bậc xảy phản ứng tách phân tử H2O từ phân tử rợu cho ta sản phẩm tách anken Ví dụ: CH3 - CH2 - CH2OH H2SO4 CH3CH = CH2 + H2O to Nhóm OH đợc tách với nguyên tử H C bên cạnh, gần với C liên kết trực tiếp với nhóm OH Giáo viên đặt vấn đề: Với rợu bậc nh Vậy với rợu bậc sao? Chẳng hạn trờng hợp sau thu đợc sản phẩm ? CH3 - CH = CH - CH3 (2) CH3 - CH2 -CH = CH2 (1) H2SO4 CH3 - CH2 - CH - CH3 to OH Học sinh dự đoán đợc sản phẩm tạo thành (1) (2) Giáo viên thông báo: Cơ chế phản ứng diễn nh sau: -H2O H+ CH3-CH3-CH-CH3 CH3-CH2-CH-CH3 OH (+) CH3-CH2-CH-CH3 (+) OH H+ CH3-CH=CH-CH3 CH3-CH2-CH=CH3 Rợu sau bị proton hoá dễ dàng tách H2O để tạo cacbocation Để tạo thành anken tơng ứng nguyên tử H phải đợc tách khỏi cacbocation, cho ta hai sản phẩm tơng ứng (1) (2) Chuyên ngành phơng pháp = 46 = Khóa luận tốt nghiệp Sau hỏi: Vậy vai trò axit H2SO4 đ gì? Có thể thay axit H2SO4 đ P2O5 đợc không ? Qua chế phản ứng học sinh hiểu đợc H2SO4 đ vừa đóng vai trò chất xúc tác nhng đồng thời chất hút nớc Vì thay axit H2SO4 đ P2O5 đợc Giáo viên đặt vấn đề tiếp: Khi phản ứng tạo hỗn hợp nhiều sản phẩm nh đâu sản phẩm chính, đâu sản phẩm phụ ? II.7 Cơ chế phản ứng este hoá thuỷ phân este nhờ xúc tác axit II.7.1 Nội dung: este sản phẩm phản ứng axit hay dẫn xuất với rợu: RCOX + R'OH RCOOR' + HX R, R' = CnH2n+1 X = - OH, - OR'', Hal, R'''COO Phản ứng este hoá diễn nhanh có mặt xúc tác axit Ví dụ: H+ O - H + H - O - C2H5 CH3COOCH3 + HOH CH3 - C O Cơ chế chung phản ứng este hoá nh sau: (+) HOR' H+ R - C - OH R'OH R - C - OH R - C - OH O OH OH OR' OR' H2O Chuyên ngành phơng pháp = 47 = -H + OR' Khóa luận tốt nghiệp R - C - OH2 OH R - C(+) R-C OH O Theo chế, phản ứng thuận ứng nghịch hoàn toàn muốn tăng hiệu suất phản ứng lấy d rợu hay axit tách chất tạo thành tuỳ theo mức độ xuất chúng Axit sunfuric đóng vai trò chất xúc tác nên cần lấy với lợng nhỏ Nếu dùng lợng lớn ảnh hởng ngợc lại phản ứng este hóa Vì lúc rợu bị proton hoá, tạo hợp chất ôxôni R'OH + H+ R' (+)OH2 Cơ chế cho thấy giai đoạn phản ứng tơng tác tác nhân nhân nuclephin (R'OH) vào cacbon mang điện dơng nhóm cacbonyl ( C = 0) axit Do chế gọi chế nuclephin lỡng phân tử vào nhóm cacbonyl SN2 (CO) Chiều nghịch phản ứng este hoá gọi phản ứng thuỷ phân este Các phản ứng este hoá thuỷ phân este nhờ axit nhạy cảm án ngữ không gian Ví dụ: Trong điều kiện thờng axit 2,4,6- trimetyl benzoic không tham gia phản ứng este hoá Đó nhóm cồng kềnh vị trí 0-, làm cho nhóm cacboxyl proton hoá bị xoay lệch khỏi mặt phẳng vòng benzen cản trở tiến công ancol (ancol phải tiến công từ phía có nhóm - CH3): CH3 CH3 OH C OH CH3 Chuyên ngành phơng pháp RệH = 48 = Khóa luận tốt nghiệp Khả phản ứng este hoá: CH3OH > Rợu B1 > Rợu B2 > Rợu B3 HCOOH > CH3OOH > RCH2COOH > R2CHCOOH > R3CCOOH II.7.2 Hình thành khái niệm: Trớc đây, học phần tính chất hoá học rợu, học sinh hình thành khái niệm este: este sản phẩm phản ứng rợu axit hay dẫn xuất Phản ứng xảy chậm thuận nghịch, để tăng tốc độ phản ứng ngời ta dùng thêm xúc tác axit Phản ứng diễn theo chiều thuận gọi phản ứng este hoá, chiều nghịch phản ứng gọi phản ứng thuỷ phân este Cơ chế phản ứng este hóa diễn nh sau: O OH C2H5OH - H+ CH3 - C CH3 - C H CH3 - C - OH (+) OH OC2H5 HO(+)C2H5 OH OC2H5 OC2H5 - H2 O CH3 - C - O(+)H2 OH CH3 - C(+) OH CH3 - C O Trớc hết axit bị proton hoá, làm tăng mật độ điện tích dơng nguyên tử cacbon cacbonyl axit Sau tác nhân nucleophin rợu etylic chứa cặp electron cha chia nguyên tử oxi rợu C2H5OH công vào nguyên tử cacbon nhóm cacbonyl bị proton hoá Tiếp theo nguyên tử hiđro chuyển vị phân tử H 2O đợc tách ra, sau proton đợc tách hình thành liên kết C = O ta thu đợc sản phẩm cuối este đây, giáo viên lu ý học sinh cách đóng khung tạo thành sản phẩm phản ứng Chuyên ngành phơng pháp = 49 = Khóa luận tốt nghiệp Giáo viên hỏi: Vậy làm cách để tăng hiệu suất phản ứng Học sinh dễ dàng trả lời: phản ứng thuận nghịch nên để tăng hiệu suât phản ứng lấy d chất rợu axit (nếu giá rẻ) tách sản phẩm tạo thành (este hay nớc) tuỳ theo mức độ xuất chúng Nếu lấy axit làm xúc tác với lợng lớn để tổng hợp este đợc không ? Học sinh dễ dàng trả lời: Do phân tử rợu etylic, oxi có cặp electron tự cha chia nên dùng d axit làm xúc tác rợu bị proton hoá làm giảm tốc độ phản ứng este hoá: C2H5OH + H(+) C2H5O(+)H2 II.8 Cơ chế phản ứng oxi hoá - khử: Phản ứng oxi hoá - khử phản ứng có thay đổi số oxi hoá chất tham gia phản ứng Phản ứng oxi hoá - khử xảy phức tạp, xảy theo kiểu đồng ly hay dị ly Cơ chế phản ứng oxi hoá - khử dạng biến đổi nhiều tuỳ theo chất tác nhân oxi hoá hay khử đợc dùng dới số loại chế oxi hoá - khử phổ biến II.8.1 Chuyển dịch trực tiếp electron Sơ đồ tổng quát: A + ne B Ví dụ: Khử hợp chất cacbonyl natri kim loại: R2C = O + e R2C' - O Chuyển hoá ion gốc tự do: R+ _e R +e +e _e R(-) II.8.2 Chuyển dịch nguyên tử hiđro Sơ đồ tổng quát: A + H - Z A - H + Z Thí dụ: R - H + Cl HCl + R hoặc: R + H - CR'3 R - H + CR'3 II.8.3 Chuyển dịch ion hiđrua: Sơ đồ tổng quát : A + H - Z [AH]Chuyên ngành phơng pháp = 50 = Khóa luận tốt nghiệp R+ + H - R' RH + R' (+) R2C = O + LiAlH4 RCH - O(-)Li(+) + AlH3 Hoặc: I.8.4 Chuyển dịch cặp electron: + Z Sơ đồ tổng quát: Thí dụ: C + A C - C + Br - Br Hoặc : Z Br - Br C C C Br + Br_ R3N: + O-O-H R3N(+)-O-H + HO(-) R3N(+)-O + H2O H II.8.5 Tạo este trung gian: Chất phản ứng tác nhân tác dụng với tạo thành este trung gian (thờng este vô cơ), sau este bị phân tích H A-C -B A- C - B OZ + Z(-) + H(+) O Z = CrO3, MnO3, IO3H, SeO2H Thí dụ: H B(-) R - C = O + MnO3(+ ) RCH = O + HMnO4 R - C - OH OMnO3 OH Với số chế trình bày thấy rõ chế phản ứng oxi hoá - khử xảy phức tạp vấn đề khó Trong chơng trình hoá học phổ thông phản ứng oxi hoá khử đợc đề cập đến thông qua phản ứng xảy với tác nhân oxi hoá hay khử thông thờng nh O2, H2, KMnO4, K2Cr2O7 Tuy nhiên, bên cạnh nhiều phản ứng khác đợc coi phản ứng oxi hóa - khử nh phản ứng thế, cộng, tách Chuyên ngành phơng pháp = 51 = Khóa luận tốt nghiệp Mặt khác, chế phản ứng oxi hoá - khử xảy loại phản ứng thế, phản ứng cộng, tách đợc trình bày rải rác xét đến loại phản ứng Chơng III: Thực nghiệm s phạm III.1 Mục đích thực nghiệm Mục đích TNSP nhằm: - Khẳng định ý nghĩa tầm quan trọng việc hình thành khái niệm chế phản ứng chơng trình hoá học hữu trờng THPT - Đánh giá hiệu phơng pháp dạy học tích cực nh: Nêu vấn đề, trực quan việc hình thành khái niệm hoá học III.2 Nội dung thực nghiệm Công tác thực nghiệm s phạm thớc đo độ xác lý luận dạy học, đòi hỏi ngời thực phải chu đáo, cố gắng bám sâu làm yêu cầu đề Trong trình thực hiện, lý thời gian nên chọn mang kiến thức trọng tâm để tiến hành thực nghiệm là: Bài 1: Dãy đồng đẳng etilen (tiết 2) Bài 2: Benzen chất đồng đẳng (tiết 2) Chúng tiến hành soạn giáo án giảng dạy theo hớng trọng đến hình thành phát triển khái niệm chế phản ứng hoá học hữu kết hợp với sử dụng phơng pháp dạy học tích cực nh: nêu vấn đề, trực quan từ đánh giá kết thực nghiệm có điều thuận lợi kiến thức trọng tâm nên việc giảng dạy thực nghiệm tiến hành dễ dàng III.3 Chọn mẫu thực nghiệm Phơng pháp thực nghiệm III.3.1 Trờng Chúng tiến hành thực nghiệm s phạm trờng THPT Lê Hồng Phong Đây trờng điểm có đội ngũ giáo viên có trình độ chuyên môn vững vàng, có nhiều giáo viên dạy giỏi Cơ sở vật chất nhà trờng tơng đối đầy đủ, có phòng thí nghiệm nhà trờng tạo điều kiện thuận lợi cho giáo sinh thực tập Chuyên ngành phơng pháp = 52 = Khóa luận tốt nghiệp Tuy nhiên, bên cạnh thuận lợi trên, gặp nhiều khó khăn, đặc biệt thời gian có hạn nên có ảnh hởng đến trình thực nghiệm công việc thực nghiệm kiểm tra không đợc tiến hành nhiều lần III.3.2 Lớp Để có số liệu khách quan xác, chọn dạy lớp 11A 11H, số lợng học sinh lớp 53 em Lớp 11A lớp đối chứng, lớp 11H lớp thực nghiệm Học lực em thuộc loại trung bình Nhìn chung hai lớp có lực học ngang giáo viên dạy hoá, cô giáo Nguyễn Thị Tâm giáo viên dạy giỏi Đặc điểm Lớp đối chứng (11A) Lớp thực nghiệm (11H) Sĩ số 53 53 Nam 29 21 Nữ 24 32 Phơng pháp thực nghiệm: Qua tiết dạy, tiến hành kiểm tra kết học tập học sinh nhằm xác định thông hiểu học sinh nội dung khái niệm chế phản ứng hóa học hữu thuộc phạm vi nghiên cứu III.3.3 Xử lý số liệu Các kiểm tra tiết học sinh lớp thực nghiệm lớp đối chứng nhằm đánh giá chất lợng nắm vững kiến thức học sinh với thang điểm 10 bậc Phân tích kết thực nghiệm thống kê toán học Sử dụng thông số sau đây: - Lập bảng phân phối thực nghiệm phân phối tần suất cho hai lớp Đối chứng Thực nghiệm Với xi điểm số Với ni tần số lặp điểm - Biểu diễn kết đồ thị - Tính tham số đặc trng + Trung bình cộng 10 xn X = i i n i =1 Chuyên ngành phơng pháp = 53 = Khóa luận tốt nghiệp ý nghĩa: X điểm số trung bình đạt đợc + Độ lệch chuẩn S: S = n i (x i - x ) (n - 1) ý nghĩa: S phản ánh mức độ phân tán so với điểm trung bình S nhỏ số liẹu phân tán + Hệ số biến thiên V(%): V = S 100 X ý nghĩa: V% phản ánh mức độ dao động kết thu đợc Nh để so sánh chất lợng học tập hai tập thể học sinh tính giá trị trung bình có hai trờng hợp: - Nếu giá trị trung bình ta tính độ lệch chuẩn Tập thể có độ lệch chuẩn bé chất lợng tốt - Nếu giá trị trung bình không ta tính hệ số biến thiên V Tập thể có X lớn, hệ số biến thiên V nhỏ chất lợng + Cuối đánh giá khác biệt hai nhóm thực nghiệm nhóm đối chứng, chúng tôI sử dụng phép thử Stiudơn để kết luận khác kết thu đợc hai nhóm TN ĐC có ý nghĩa hay không Công thức tính: t = (x1 - x ) S 21 S 22 + n1 n n1, x , S1: thực nghiệm n2, x , S2: đối chứng Tiếp theo ta lựa chọn xác suất sai độ lệch tự k = 2n Từ tra bảng phân phối Student tìm t Nếu t t sai khác x x có ý nghĩa ( = 0,05) Nếu t < t sai khác x x ý nghĩa III.4 Kết thực nghiệm Chuyên ngành phơng pháp = 54 = Khóa luận tốt nghiệp Chúng tiến hành giảng dạy kiểm tra số nhằm đánh giá hiệu phơng pháp thực nghiệm phơng pháp đối chứng, đồng thời tìm hiểu việc học tập nhà, ghi em, thờng xuyên kiểm tra miệng để nắm bắt đợc mức độ t học sinh Ngoài trao đổi với giáo viên để tìm hiểu học lực em III.4.1 Thu thập trình bày số liệu Bài: Dãy đồng đẳng etilen Benzen chất đồng đẳng Bảng phân phối thực nghiệm: xi Lớp thực nghiệm Lớp đối chứng 10 ni 1 15 11 Tỷ lệ % HS đạt điểm xi 1.89 3.77 7.55 15.09 32.07 60.38 81.13 96.23 100 ni 10 13 Tỷ lệ % HS đạt điểm xi 3.77 5.66 11.32 20.75 39.62 64.15 81.13 94.34 100 100 Phân loại chất lợng học sinh: a Nguyên tắc phân loại : - Khá, giỏi: Học sinh đạt điểm - Trung bình: Học sinh đạt điểm: - Yếu, kém: Học sinh đạt điểm: Loại Kém Trung bình Khá, giỏi TN 7.55 52.83 39.62 ĐC 20.75 60.38 18.75 Lớp b Đồ thị: Để có hình ảnh trực quan tình phân phối số liệu, biểu diễn bảng phân phối đồ thị sau (đờng đồ thị gọi đờng luỹ tích) Nguyên tắc xác định: đờng lũy tích ứng với đơn vị phía bên phải đơn vị có chất lợng cao Chuyên ngành phơng pháp = 55 = Khóa luận tốt nghiệp Tỷ lệ % HS đạt điểm xi 10 xi Bảng tham số đặc trng Tham số n x S V TN 53 7.02 1.67 23.79 ĐC 53 5.79 1.88 32.47 t 3.56 Nhận xét: Qua bảng phân phối thực nghiệm đợc biểu diễn đồ thị ta thấy: Điểm số trung bình lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng ( X TN = 7.02; X ĐC = 5.79) Nhìn vào đồ thị ta thấy đờng lũy tích phơng pháp thực nghiệm dịch sang phải, chứng tỏ giảng dạy phần hình thành phát triển khái niệm chế phản ứng chơng trình hoá học hữu trờng phổ thông, tỷ lệ điểm khá, giỏi cao so với phơng pháp đối chứng Căn vào thang số ta khẳng định rằng: giảng theo phơng pháp thực nghiệm chất lợng nắm vững kiến thức cao lớp đối chứng Kết thu đợc lớp thực nghiệm phân tán, độ tin cậy cao (S = 1.67; V = 23.79) Kết thu đợc lớp đối chứng phân tán hơn, độ tin cậy thấp lớp thực nghiệm (S = 1.88; V = 32.47) Chuyên ngành phơng pháp = 56 = Khóa luận tốt nghiệp Ngoài kiểm định sai khác trung bình cộng thông qua bảng phân phối Student ta có t(= 0,05) = 1.96 < t = 3.56, sai khác X TN X ĐC có ý nghĩa Kết thực nghiệm chấp nhận đợc Chuyên ngành phơng pháp = 57 = Khóa luận tốt nghiệp Chơng IV: Kết luận đề nghị IV.1 Kết luận: So với mục đích nhiệm vụ đặt luận văn, trình nghiên cứu đề tài, đạt đợc kết sau: - Hệ thống hoá đợc sở lý luận vấn đề thực tiễn có liên quan đến đề tài - Nội dung khái niệm chế phản ứng hoá học hữu nói riêng phổ thông trung học rộng có mặt nhiều học sách giáo khoa Vì nắm vững kiến thức phần chế phản ứng hoá học hữu sở để đến ứng dụng công nghiệp hoá học nh công tác nghiên cứu khoa học - Nghiên cứu hình thành phát triển khái niệm số chế phản ứng hóa học chơng trình hoá học hữu góp phần nâng cao chất lợng dạy, học hoá học trờng phổ thông trung học Cụ thể: qua thực nghiệm s phạm trờng phổ thông, việc dạy, việc học kiểm tra giúp có nhận xét sơ ban đầu: + Việc giảng dạy có ý đến hình thành phát triển khái niệm chế phản ứng hoá học hũ trờng phổ thông bớc đầu cho kết khả quan, số lợng học sinh đạt điểm khá, giỏi lớp thực nghiệm nhiều so với học sinh lớp đối chứng Những kết thực nghiệm s phạm xác nhận hiệu vấn đề nội dung phơng pháp đề xuất, xác nhận tính đắn mục đích nhiệm vụ đặt luận văn + Học sinh nắm đợc phơng pháp để tiến hành giải tập nhằm củng cố đào sâu xác hoá khái niệm nêu + Nó góp phần nâng cao chất lợng học tập học sinh, em hứng thú hơn, tích cực hiểu sâu sắc chất hoá học phản ứng, khả vận dụng kiến thức tốt + Bên cạnh phát triển học sinh tính chủ động sáng tạo học tập Tuy nhiên, đề tài số hạn chế, đặc biệt thời gian TNSP ngắn nên điều kiện để tiến hành TNSP cách rộng rãi nhiều lần, độ tin cậy nh kết thu đợc tơng đối Chúng hy vọng tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện phát triển đề tài theo hớng sâu hơn, rộng điều kiện cho phép IV.2 Đề nghị: Chuyên ngành phơng pháp = 58 = Khóa luận tốt nghiệp - Nội dung khái niệm chế phản ứng chơng trình hoá học hữu THPT đợc hình thành phát triển dần qua nhiều giai đoạn Đây vấn đề khó trừu tợng, giảng dạy vấn đề cần có lựa chọn phơng pháp cho phù hợp tới nội dung - Về phơng pháp dạy học nên đợc thống sở phơng pháp dạy học tích cực: Dạy học nêu vấn đề, trực quanTránh tình trạng dạy học thông báo kiến thức chiều làm cho việc lĩnh hội khái niệm chế phản ứng vốn khó lại khó học sinh - Thực tế cho thấy phần lớn giáo viên phổ thông dạy phản ứng hoá học coi mục đích phải đạt đợc viết cân đợc phản ứng ghi rõ điều kiện cần thiết mà không ý nhiều đến chất phản ứng tức chế phản ứng Thiếu sót đợc nhiều giáo viên giải thích học sinh cần biết viết phơng trình phản ứng để giải toán nên không cần thiết phải sâu vào chế Nh vậy, họ làm mờ nét đặc trng riêng hoá học làm cho học sinh hiểu muốn viết phản ứng hóa học phải tra từ điển Vì giáo viên cần phải có cách nhìn cách truyền thụ kiến thức cho học sinh, có nh tài liệu sách giáo khoa thực đợc học sinh lĩnh hội Hiện vấn đề chủ yếu áp dụng cho trờng chuyên, lớp chọn, cần có nghiên cứu để tăng cờng việc nghiên cứu vấn đề trờng THPT không chuyên - Nhà trờng THPT cần quan tâm xây dựng trang thiết bị dạy học môn hóa học để phục vụ cho việc dạy học đặc biệt cần quan tâm đến đồ dùng dạy học đặc trng môn hệ thống tài liệu tham khảo giáo viên học sinh./ Tài liệu tham khảo Nguyễn Cơng - Nguyễn Mạnh Dung - Nguyễn Thị Sửu Phơng pháp dạy học hoá học Tập NXB Giáo dục Nguyễn Cơng - Dơng Xuân Trinh - Trần Trọng Dơng Thí nghiệm thực hành lý luận dạy học hoá học NXB Giáo dục, 1980 Đỗ Tất Hiển - Đinh Thị Hồng Bài tập hoá học 11 NXB Giáo dục Đỗ Tất Hiển - Trần Quốc Sơn Sách giáo viên hóa học 11 NXB Giáo dục Lê Văn Năm Giảng dạy vấn đề cụ thể hóa đại cơng hóa vô chơng trình hóa học phổ thông Nguyễn Khắc Nghĩa áp dụng toán học thống kê để xử lý số liệu thực nghiệm Trờng ĐHSP Vinh Hoàng Nhâm Hóa học vô Tập NXB Giáo dục, 2000 Chuyên ngành phơng pháp = 59 = Khóa luận tốt nghiệp 10 11 12 13 14 15 16 17 Nguyễn Ngọc Quang Lý luận dạy học hóa học Tập NXB Giáo dục, 1994 Nguyễn Ngọc Quang - Nguyễn Cơng - Dơng Xuân Trinh Lý luận dạy học hóa học Tập NXB Giáo dục Hà Nội, 1975 Trần Quốc Sơn Cơ sở lý thuyết hóa hữu Tập NXB Giáo dục, 1979 Trần Quốc Sơn - Phan Tống Sơn - Đặng Nh Tại Cơ sở hóa học hữu Tập NXB ĐH THCN Hà Nội, 1976 Trần Quốc Sơn - Phan Tống Sơn - Đặng Nh Tại Cơ sở hóa học hữu Tập NXB ĐH THCN Hà Nội, 1980 Thái Doãn Tĩnh Cơ sở lý thuyết hóa hữu NXB KHKT Lê Xuân Trọng - Nguyễn Đình Chi Bài tập nâng cao hóa học 11 NXB Giáo dục.s Lê Xuân Trọng - Nguyễn Văn Tòng Hóa học 12 NXB Giáo dục Lê Xuân Trọng - Nguyễn Văn Tòng Sách giáo viên hóa học 12 NXB Giáo dục Hình thành phát triển khái niệm phản ứng hóa học hóa hữu - Lê Danh Bình Tạp chí giáo dục, số 3/2001 18 Khóa luận tốt nghiệp Đại học sinh viên: Đinh Lệ Hoa (K39), Phạm Thùy Nhung (K39) Chuyên ngành phơng pháp = 60 = [...]... nói, cơ chế phản ứng là một khái niệm thành phần của khái niệm phản ứng hoá học Vì vậy muốn hình thành tốt khái niệm phản ứng hoá học cho học sinh, chúng ta cần hình thành tốt cho các em khái niệm cơ chế phản ứng Trong chơng trình hoá học thông thờng chỉ trình bày các trạng thái đầu và cuối của hệ các chất phản ứng mà không nói rõ quá trình hoá học đợc thực hiện theo cách nào, tức là không nói rõ cơ chế. .. chế phản ứng nh thế nào Trớc hết chúng ta cần hiểu khái niệm cơ chế phản ứng hóa học Cơ chế phản ứng hoá học là toàn bộ các trạng thái xảy ra nối tiếp nhau, hay là con đờng chi tiết mà hệ các chất phản ứng phải trải qua để tạo ra sản phẩm tơng ứng Có 2 loại cơ chế chủ yếu của phản ứng hoá học trong hoá học hữu cơ, đó là phản ứng theo cơ chế đồng ly (hay cơ chế gốc) và phản ứng theo cơ chế dị ly (gồm phản. .. PHáP HìNH THàNH KHáI NIệM Cơ CHế PHảN ứNG TRONG CHƯƠNG TRìNH HOá HọC hữU CƠ ở TRƯờNG PHổ THÔNG II.1 Cơ chế phản ứng thế gốc vào Hiđrocacbon no II.1.1 Nội dung Nét đặc trng của các hợp chất no, đặc biệt là hiđrocacbon no, là tham gia phản ứng thế theo cơ chế gốc S R, trong đó nguyên tử hiđro đính vào cacbon no đợc thay thế bằng halogen hay một nhóm nguyên tử khác Quan trọng hơn cả là các phản ứng halogen... toluen xảy ra ở nhóm thế CH3 - và phản ứng xảy ra theo cơ chế thế gốc, thể hiện tính chất hoá học đặc trng của hiđrocacbon no Cơ chế phản ứng này tơng tự nh cơ chế phản ứng thế ở ankan Vậy điều kiện để phản ứng xảy ra là gì ? Hãy viết cơ chế phản ứng Sau khi học sinh trả lời xong, giáo viên thông báo tiếp: Phản ứng thế Clo xảy ra đối với toluen dễ hơn ở metan trong cùng điều kiện hỗn hợp phản ứng đợc chiếu... Khái niệm cơ chế phản ứng thế nucleophin tiếp tục đợc củng cố thông qua phản ứng tách H2O từ hai phân tử rợu etylic (Phần hoá tính Bài Dãy đồng đẳng của rợu etylic- Lớp 12) ở đây giáo viên yêu cầu học sinh viết phản ứng biết rằng phản ứng này cần dùng xúc tác là H2SO4 đặc và cho biết cơ chế phản ứng này đợc mô tả nh thế nào? Khái niệm cơ chế phản ứng SN còn đợc củng cố tiếp thông qua một số phản ứng. .. đợc sản phẩm gì nữa không ? Trên cơ sở khái niệm cơ chế đã trình bày, học sinh có thể trả lời đợc câu hỏi này Khái niệm cơ chế phản ứng cộng electrophin vào anken đợc củng cố và phát triển thêm thông qua phản ứng cộng axit HCl, H 2O vào C2H4 ở đây giáo viên yêu cầu học sinh viết cơ chế phản ứng Từ 2 phơng trình phản ứng học sinh vừa viết, giáo viên đặt vấn đề: Vì sao trong thực tế để sản xuất rợu etylic... CH2 + COS + RSH Các phản ứng tách nói trên có thể theo hai loại cơ chế Loại thứ nhất thờng xảy ra trong dung dịch, bao gồm cơ chế E1, E2 và E1cb Loại thứ hai thờng xuất hiện khi nhiệt phân ở tớng khí, bao gồm cơ chế E i và một vài cơ chế khác nữa Trong chơng trình hoá học phổ thông, chúng ta chủ yếu nghiên cứu hai loại cơ chế E1 và E2 II.6.1 Nội dung: II.6.1.1 Cơ chế E2: Cơ chế phản ứng tách nuclephin... về cơ chế, nhng ở đây do ảnh hởng của nhóm thế -CH 3 có sẵn trong vòng benzen mà sự thế định hớng chủ yếu vào vị trí o-, p- (phản ứng này đợc đa ra sau khi đã học phản ứng brom hoá benzen) Hãy viết phơng trình phản ứng và cho biết điều kiện phản ứng Giáo viên thông báo tiếp: Do ảnh hởng của nhóm -CH 3 có sẵn trong vòng benzen mà Toluen dễ tham gia phản ứng thế với brom hơn benzen Lật lại vấn đề: Trong. .. 2(+) Và cơ chế phản ứng nitro hoá benzen diễn ra cũng giống nh cơ chế phản ứng brom hoá benzen ở trên Hãy viết cơ chế phản ứng này? Đặc biệt trong phần này giáo viên cần nêu bật đợc mối quan hệ về ảnh hởng qua lại giữa các nguyên tử, nhóm nguyên tử trong phân tử đến khả năng và hớng thế Từ đó học sinh tự rút ra đợc quy luật thế ở vòng benzen Trớc hết, giáo viên gợi mở: Toluen tham gia phản ứng thế... với trung tâm phản ứng làm ổn định cacbocation, làm tăng tốc độ phản ứng: Ví dụ: (CH3)3 CBr > (CH3)2 CHBr > CH3 CH2 Br > CH3Br Chuyên ngành phơng pháp = 24 = Khóa luận tốt nghiệp (C6H5)3 CBr > (C6H5)2 CHBr > C6H5CH2Br > CH3Br II.3.2: Hình thành khái niệm: Khái niệm: Cơ chế phản ứng thế nucleophin đợc hình thành cho học sinh thông qua phản ứng giữa rợu etylic C2H5OH với axit vô cơ HBr (phần hoá tính - ... việc hình thành cho học sinh khái niệm Trong hệ thống khái niệm hoá học khái niệm phản ứng hoá học khái niệm quan trọng Khái niệm phản ứng hoá học bao gồm nhiều khái niệm thành phần Để hình thành. .. thành phần khái niệm phản ứng hoá học Vì muốn hình thành tốt khái niệm phản ứng hoá học cho học sinh, cần hình thành tốt cho em khái niệm chế phản ứng Trong chơng trình hoá học thông thờng trình bày... phần Để hình thành khái niệm phản ứng hoá học cho học sinh cần hình thành đầy đủ khái niệm thành phần Trong khái niệm thành phần phản ứng hoá học khái niệm chế phản ứng khái niệm quan trọng Tuy