Sử dụng bài tập trong dạy học chương kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm hóa học 12 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI ====== TÔ THỊ QUYÊN SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG – HÓA HỌC 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRUNG TÂM GIÁO DỤC NGHỀ NGHIỆP – GIÁO DỤC THƢỜNG XUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI ====== TÔ THỊ QUYÊN SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG – HÓA HỌC 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRUNG TÂM GIÁO DỤC NGHỀ NGHIỆP – GIÁO DỤC THƢỜNG XUYÊN Chuyên ngành: Lí luận Phƣơng pháp dạy học Hóa học Mã số: 8141011 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Phạm Thị Bình HÀ NỘI - 2018 LỜI CẢM ƠN Sau đƣợc đồng ý khoa Hóa học trƣờng Đại học Sƣ Phạm Hà Nội giảng viên hƣớng dẫn, em thực đề tài “Sử dụng tập dạy học chƣơng Sắt số kim loại quan trọng – Hóa học 12 nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh Trung tâm giáo dục nghề nghiệp – Giáo dục thƣờng xuyên” Em xin đƣợc gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Phạm Thị Bình tận tình hƣớng dẫn suốt thời gian thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy Khoa Hóa học nhiệt tình giảng dạy, trang bị cho em kiến thức quan trọng suốt thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn giáo viên học sinh Trung tâm giáo dục nghề nghiệp – Giáo dục thƣờng xuyên huyện Vĩnh Tƣờng, Trung tâm giáo dục nghề nghiệp – Giáo dục thƣờng xuyên huyện Bình Xuyên Trung tâm giáo dục nghề nghiệp – Giáo dục thƣờng xuyên thành phố Phúc Yên, Vĩnh Phúc tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian thực nghiệm sƣ phạm Em xin cảm ơn gia đình bạn bè ln ủng hộ giúp đỡ em thời gian học tập nghiên cứu Em cố gắng hoàn thành luận văn cách tốt Tuy nhiên tránh khỏi thiếu xót Em mong nhận đƣợc góp ý từ thầy, cô bạn để luận văn đƣợc hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2018 Học viên Tô Thị Quyên LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng tơi Các số liệu sử dụng phân tích luận văn có nguồn gốc rõ ràng, chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Các kết nghiên cứu luận văn phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm đề tài Ngƣời cam đoan Tô Thị Quyên DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Bài tập hóa học BTHH Dạy học DH Đại học quốc gia ĐHQG Đại học sƣ phạm ĐHSP Giáo dục nghề nghiệp – Giáo dục thƣờng xuyên GDNN - GDTX Giáo viên GV Giải vấn đề GQVĐ Học sinh HS Năng lực NL Nhà xuất Nxb Nhà xuất giáo dục NXBGD Phƣơng pháp PP Phƣơng trình hóa học PTHH Trung học phổ thông THPT Thực nghiệm TN Thực nghiệm sƣ phạm TNSP MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHÁCH THỂ, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 7 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC 8 ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN VĂN CẤU TRÚC LUẬN VĂN CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH 10 1.1 Năng lực cấu trúc lực 10 1.1.1 Khái niệm lực 10 1.1.2 Cấu trúc lực 11 1.1.3 Các lực cần hình thành phát triển cho học sinh thơng qua dạy học hóa học 13 1.1.3.1 Năng lực cốt lõi 13 1.1.3.2 Năng lực hóa học 17 1.2 Phát triển lực giải vấn đề cho học sinh 18 1.2.1 Khái niệm lực giải vấn đề 18 1.2.2 Cấu trúc biểu lực giải vấn đề 19 1.3 Sử dụng tập dạy học hóa học 21 1.3.1 Khái niệm, phân loại tập hoá học 22 1.3.2 Ý nghĩa, tác dụng tập hoá học dạy học 23 1.3.3 Bài tập theo định hƣớng phát triển lực 24 1.3.4 Xây dựng tập hóa học 29 1.3.4.1 Xu hƣớng phát triển tập hóa học 29 1.3.4.2 Các phƣơng pháp xây dựng tập hóa học 31 1.4 Thực trạng phát triển lực giải vấn đề cho học sinh thơng qua tập hóa học số Trung tâm Giáo dục nghề nghiệp – Giáo dục thƣờng xuyên tỉnh Vĩnh Phúc 32 1.4.1 Đặc điểm học sinh Trung tâm Giáo dục nghề nghiệp – Giáo dục thƣờng xuyên 32 1.4.2 Mục đích điều tra 32 1.4.3 Phƣơng pháp điều tra 33 1.4.4 Đối tƣợng điều tra 33 1.4.5 Kết quả, phân tích, thảo luận 33 1.4.5.1 Kết điều tra 33 1.4.5.2 Phân tích, thảo luận 38 Tiểu kết chƣơng 41 CHƢƠNG 2: LỰA CHỌN, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG” – HÓA HỌC 12 42 2.1 Mục tiêu, nội dung chƣơng “Sắt số kim loại quan trọng” 42 2.1.1 Mục tiêu 42 2.1.2 Nội dung chƣơng “Sắt số kim loại quan trọng” 44 2.2 Thiết kế công cụ đánh giá lực giải vấn đề cho học sinh thông qua tập hóa học 45 2.3 Lựa chọn, xây dựng hệ thống tập hóa học nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh 51 2.3.1 Nguyên tắc lựa chọn, xây dựng tập hóa học nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh 51 2.3.2 Quy trình lựa chọn, xây dựng hệ thống tập nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh 52 2.3.2.1 Quy trình lựa chọn 52 2.3.2.2 Quy trình xây dựng 57 2.4 Hệ thống tập nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh dạy học chƣơng “Sắt số kim loại quan trọng” – Hóa học 12 63 2.4.1 Hệ thống tập thực tiễn 63 2.4.1.1 Bài tập lựa chọn 63 2.4.1.2 Bài tập xây dựng 64 2.4.2 Hệ thống tập thực nghiệm 65 2.4.2.1 Bài tập lựa chọn 65 2.3.2.2 Bài tập xây dựng 67 2.4.3 Hệ thống tập có sử dụng đồ thị 69 2.4.3.1 Bài tập lựa chọn 69 2.4.4 Hệ thống tốn hóa học 75 2.4.4.1 Bài tập lựa chọn 75 2.4.4.2 Bài tập xây dựng 76 2.5 Biện pháp sử dụng hệ thống tập hóa học nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh 77 2.5.1 Sử dụng tập hình thành kiến thức 77 2.5.2 Sử dụng tập củng cố, luyện tập, hoàn thiện kiến thức - kĩ 80 2.5.3 Sử dụng tập kiểm tra, đánh giá 82 2.6 Một số kế hoạch dạy học minh họa sử dụng tập nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh 84 2.6.1 Kế hoạch dạy học 84 2.6.2 Kế hoạch dạy học 92 Tiểu kết chƣơng 97 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 98 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 98 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 98 3.3 Nội dung phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 99 3.3.1 Liên hệ địa bàn thực nghiệm 99 3.3.2 Tiến hành dạy học thực nghiệm 100 3.4 Đối tƣợng kết thực nghiệm sƣ phạm 100 3.4.1 Đối tƣợng, địa bàn 100 3.4.2 Nội dung 101 3.4.3 Cách tiến hành 101 3.4.4 Cách phân tích liệu kết thực nghiệm sƣ phạm 101 Tiểu kết chƣơng 106 KẾT LUẬN 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 109 MỤC LỤC PHẦN PHỤ LỤC PHỤ LỤC DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ phát triển NL mục tiêu giáo dục 12 Hình 3.1 Biểu đồ thể tiến tiêu chí NL GQVĐ chấm phiếu quan sát HS Trung tâm GDNN – GDTX thành phố Phúc Yên 104 Hình 3.2 Biểu đồ thể tiến tiêu chí NL GQVĐ chấm phiếu quan sát HS Trung tâm GDNN – GDTX huyện Vĩnh Tƣờng 104 PL16 b Hãy đề xuất cách để bảo vệ vật dụng làm từ sắt? Hướng dẫn giải: Tƣơng tự câu Bài 8: Dao vật dụng thiếu nhà bếp Dựa vào chất liệu, dao có nhiều loại khác nhƣ: dao thép rèn, dao thép cắt, dao thép cacbon, dao inox Tuy nhiên, nguyên liệu thiếu chế tạo loại dao sắt Khi đem hơ dao ƣớt sắt lên lửa ta thấy xuất lớp ánh màu xanh lam a Hãy giải thích tƣợng này? b Hãy đề xuất cách thƣờng dùng để bảo quản dao làm từ sắt? Hướng dẫn giải: a Do nhiệt độ cao sắt tác dụng với nƣớc tạo oxit sắt từ lấp lánh màu lam Lớp màu lam màng bảo vệ sắt làm cho sắt không bị gỉ khơng bị ăn mòn b Đề xuất cách thƣờng dùng bảo quản dao sắt nhƣ: rửa lau khô sau sử dụng, dùng dầu mỡ bôi lên dao để tránh tiếp xúc trực tiếp với nƣớc khơng khí, Bài 9: Ở Việt Nam, có nhiều Trung tâm triển lãm tranh ảnh nhƣ: Bảo tàng mỹ thuật Đà Nẵng, Trung tâm nghệ thuật Đƣơng đại Vincom, Bảo tàng Hà Nội, … Tại trung tâm này, nhiều họa khác đƣợc trƣng bày; họa mang đặc trƣng riêng mà tác giả muốn gửi gắm ý tƣởng Trong đó, có họa vẽ cảnh tuyết bay, khoác lên vạn vật màu trắng sống động Nhƣng sau nhiều năm, màu tuyết xỉn dần thành màu xám đen, tranh biến thành cảnh chết Màu trắng tranh cổ thƣờng đƣợc vẽ loại bột trắng có thành phần là: PbCO3 Pb(OH)2 Em đóng vai nhà hố học đến triển lãm, để giải thích PL17 tƣợng đề xuất cách phục hồi tranh Hướng dẫn giải: Pb(OH)2 PbCO3 lâu ngày tác dụng dần với khí H2S có khơng khí tạo PbS màu đen: Pb(OH)2 + H2S →PbS↓+ 2H2O Phun dung dịch H2O2 làm cho PbS chuyển thành PbSO4 màu trắng: PbS + 4H2O2 → PbSO4↓ + 4H2O Bài 10: [48] Để làm tinh khiết loại bột đồng có lẫn bột kim loại thiếc, kẽm, chì, ngƣời ta ngâm hỗn hợp dung dịch đồng (II) nitrat Hãy giải thích việc làm viết phƣơng trình hóa học dƣới dạng ion thu gọn Hướng dẫn giải: Dựa vào thứ tự xếp cặp oxi hóa – khử quy tắc anpha dãy điện hóa kim loại Bài 11: [48] X chất có màu xanh lục nhạt, tan tốt nƣớc có phản ứng axit yếu Cho dung dịch X phản ứng với dung dịch NH3 dƣ đầu có kết tủa sau kết tủa tan dung dịch có màu xanh đậm Cho H 2S lội qua dung dịch X đƣợc axit hóa axit HCl thấy có kết tủa đen xuất Mặt khác cho BaCl2 vào dung dịch X đƣợc kết tủa trắng không tan axit dƣ Xác định muối X Đáp án: X là: CuSO4.5H2O Bài 12: [48] Có cốc đựng dung dịch HCl, nhúng Cu vào, quan sát mắt thƣờng khơng có chuyện xảy Tuy nhiên, để lâu ngày, dung dịch cốc dần chuyển sang màu xanh Lá Cu bị đứt chỗ tiếp xúc với bề mặt thống cốc axit Hãy giải thích tƣợng này? PL18 Hướng dẫn giải: Cu tác dụng với HCl có mặt O2 khơng khí Bài 13: [36] Trong axit sunfuric muối sunfat, kiểm chứng tính chất hóa học axit sunfuric lỗng đặc phản ứng với kim loại GV làm thí nghiệm cho Cu tác dụng với dung dịch axit sunfuric nhƣ sau: (1) (2) (3) Axit sunfuric loãng Axit sunfuric đặc Axit sunfuric đặc, đun nóng Ban đầu HS quan sát đƣợc có thí nghiệm số (3) thấy có phản ứng hóa học Tuy nhiên, đến cuối buổi học HS vơ tình quan sát đƣợc thí nghiệm (1) phần dung dịch nhỏ xung quanh Cu tiếp xúc với khơng khí có màu xanh lam muối đồng HS reo lên cho đồng phản ứng với axit sunfuric loãng nhƣng phản ứng xảy chậm Vậy có thực đồng phản ứng chậm với dung dịch axit sunfuric loãng nhƣ lời bạn HS khơng? Trình bày ý kiến em tƣợng Hướng dẫn giải: Trong không khí, đồng phản ứng chậm với axit lỗng Do khơng khí có chứa oxi, đồng chuyển thành đồng oxit Bài 14: [48] Cho vào ống nghiệm giọt dung dịch Cr2(SO4)3 giọt dung dịch NaOH 2M Ly tâm, gạn bỏ dung dịch, lại kết tủa tiếp tục cho từ từ vào kết tủa dung dịch NaOH 2M đến dƣ Sau cho tiếp giọt H 2O2 đun nóng Hãy cho biết tƣợng xảy giải thích? Hướng dẫn giải: Kết tủa tan dần, dung dịch có màu vàng lục PL19 Bài 15: [41, tr72] Trong học axit sunfuric, hóa học 10 có thí nghiệm cho đồng tác dụng với dung dịch axit sunfuric đặc, đun nóng Bên cạnh tƣợng thơng thƣờng nhƣ có chất khí ra, chất khí tẩy màu cánh hoa hồng, dung dịch chuyển sang màu xanh có tƣợng khó giải thích Đó thay đổi màu đồng từ ánh kim màu nâu đỏ chuyển sang màu đen Tại cho đồng tác dụng với dung dịch axit sunfuric đặc bề mặt đồng bị đen lại? Hướng dẫn giải: Trong đìều kiện phản ứng cho khơng thể tạo thành CuS hay CuS2 đƣợc Màu sắc tính ánh kim kim loại electron tự (electron hóa trị) kim loại gây Đầu tiên H2SO4 tác dụng với Cu làm lớp electron bên để chuyển Cu → Cu2+ nhƣng Cu2+ chƣa kịp chuyển vào dung dịch Electron hóa trị khơng nên Cu tính ánh kim Vì bề mặt đồng bị đen lại Bài 16: Bạn Lan có mẩu quặng sắt, nhƣng khơng rõ quặng Để xác định thành phần chứa sắt quặng bạn tiến hành thí nghiệm thấy đƣợc tƣợng nhƣ sau: Hòa tan quặng lƣợng nhỏ dung dịch HNO3 đựng ống nghiệm thấy có khí màu nâu Sau đó, nhỏ vào dung dịch thu đƣợc vài giọt dung dịch BaCl2 thấy có kết tủa trắng Lan gạn bỏ dung dịch lấy kết tủa Nhỏ vào kết tủa vài giọt dung dịch axit H2SO4 thấy kết tủa khơng tan Qua thí nghiệm bạn Lan kết luận đƣợc loại quặng khơng? Giải thích Hướng dẫn giải: Xem phụ lục Bài 17: Một HS làm thí nghiệm điều chế Fe(OH)2 theo hai bƣớc nhƣ sau: Bƣớc 1: Điều chế muối FeCl2 PL20 Lấy đinh sắt, rửa nhiều lần dung dịch axit HCl để loại bỏ lớp gỉ bên ngồi sau ngâm đinh sắt dung dịch HCl lỗng thu đƣợc dung dịch FeCl2 không màu Bƣớc 2: Điều chế Fe(OH)2 Lấy khoảng ml dung dịch NaOH đặc vào ống nghiệm nhỏ từ từ dung dịch FeCl2 vào, thấy có kết tủa màu xanh rêu, để lúc chuyển dần sang màu đỏ nâu Theo lí thuyết Fe(OH)2 kết tủa màu trắng xanh, nhiên thí nghiệm HS lại thu đƣợc kết tủa màu rêu sau chuyển dần sang màu đỏ nâu Hãy giải thích nguyên nhân dẫn đến tƣợng đề xuất cách tiến hành thí nghiệm để thu đƣợc Fe(OH)2 nhƣ lí thuyết Hướng dẫn giải: Xem mục 2.3.2.2 Bài 18: Anthocyanin hợp chất màu hữu tự nhiên tan nƣớc nhiều giới thực vật Ở pH khác nhau, anthocyanin có màu sắc khác nhau, cụ thể là: Màu pH