Sáng kiến kinh nghiệm hay sáng kiến khoa học ngành giáo dục (viết tắt là SKKN) là kết quả của hoạt động nghiên cứu khoa học của bản thân thông qua: Viết bài được đăng trên các tạp chí chuyên ngành hoặc kết quả luận án, luận văn được bảo vệ thành công (trong năm bảo vệ) hoặc thiết bị dạy nghề tự làm, mô hình sáng tạo kỹ thuật đạt giải hoặc các đề tài khoa học được Hội đồng cấp khoa, cấp trường, cấp tỉnh, cấp quốc gia đánh giá đạt giải.
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HĨA HỌC VƠ CƠ TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH Nhóm tác giả Họ tên Chức vụ Nguyễn Văn Thắng P HT – Trường THPT Gia Viễn A Lã Thị Bích Hằng Giáo viên – Trường THPT Hoa Lư A Ninh Bình, tháng 10 năm 2018 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CƠNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: Hội đồng thẩm định sáng kiến tỉnh Ninh Bình I Nhóm tác giả sáng kiến Chúng gồm: S T T Họ tên Ngày tháng năm sinh Nơi công tác Trường THPT Gia Viễn A 29/10/1978 Trường THPT Hoa Lư A Chức danh Trình độ chun mơn Tỷ lệ (%) đóng góp vào việc tạo sáng kiến Nguyễn Văn 3/12/1982 Thắng Phó Hiệu Thạc sĩ trưởng Hóa học 50 Lã Thị Bích Hằng Giáo viên 50 ĐHSP Hóa học Là đồng tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: “Thiết kế sử dụng thí nghiệm Hóa học vơ trường trung học phổ thông theo phương pháp phát giải vấn đề nhằm phát triển lực tư sáng tạo học sinh” II Lĩnh vực áp dụng sáng kiến Sáng kiến áp dụng dạy học mơn Hóa học lớp 10, 11 12 trường trung học phổ thông III Nội dung sáng kiến 3.1 Một số giải pháp cũ thường làm hạn chế cần khắc phục Trong dạy học hóa học cần có liên hệ mật thiết nội dung kiến thức hóa học với giới tự nhiên sống đời thường người Trong học hóa thơng thường giáo viên thường sử dụng phương pháp dạy học truyền thống như: Phương pháp thuyết trình (thơng báo - tái hiện), phương pháp đàm thoại (hỏi đáp), phương pháp nghiên cứu Có khơng giáo viên dạy học theo lối diễn giảng đơn điệu, không đổi mới, không ý đến người học đặc biệt việc sử dụng thí nghiệm học hạn chế, có thí nghiệm kiểm chứng vài tính chất như: Dùng thị màu để phân biệt tính axit- bazơ chất, hay kim loại tác dụng với dung dịch axit, Trong học chủ yếu học sinh ngồi nghe giảng, chấp nhận kiến thức cách miễn cưỡng mà không kiểm chứng thực tiễn Tuy nhiên, thực tế nhiều giáo viên cho sử dụng thí nghiệm theo hướng nghiên cứu tích cực thường sử dụng thí nghiệm theo cách giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát, nêu tượng sau u cầu giải thích Quan niệm tiến trình dạy học chưa thực hiệu khơng phù hợp với thí nghiệm Phương pháp nghiên cứu phương pháp tích cực nên sử dụng với kiến thức mới, học sinh khơng có khả suy luận chắn theo lí thuyết chung học; trường hợp học sinh vận dụng kiến thức có để dự đốn nên dùng thí nghiệm để kiểm chứng có tác dụng củng cố, đồng thời dạy cho học sinh phương pháp suy diễn Một số ví dụ điển hình như: + Khi học tính axit – bazơ chất, để biết dung dịch NH có tính bazo học sinh thơng báo tính chất nhìn hình vẽ sách giáo khoa để lý giải lại kiến thức vừa học Như không phát huy lực học sinh không gây hứng thú học tập Muốn học cách tích cực học sinh phải kiểm chứng cụ thể thí nghiệm qua giải thích phân tử khơng có nhóm OH lại bazo + Chứng minh tính lưỡng tính Al(OH)3 học sinh chấp nhận Al(OH)3 tan kiềm không kiểm chứng + Khi giảng cách nhận biết glixerol Giáo viên giảng cho Cu(OH) vào dung dịch glixerol tạo thành phức có màu xanh đặc trưng ( xanh thẫm) tạo thành phức đồng (II) glixerat Nhưng học sinh khơng hình dung màu xanh thẫm màu nào? Nó có khác so với màu xanh ion Cu 2+ dung dịch? Nếu giáo viên cần cho học sinh quan sát thí nghiệm học sinh thấy màu xanh thẫm, học sinh ghi nhớ lại gặp vấn đề tương tự học sinh nhớ đến kiến thức cũ Nếu học sinh tiếp thu kiến thức thiếu xác thiếu vững em mơ hồ phản ứng tượng kèm theo phản ứng Mỗi học sinh có khả tưởng tượng khác nhau, giáo viên mơ tả tượng lời, học sinh hình dung cách khác khác xa so với thực tế Các em khó hiểu khơng có biểu tượng rõ ràng, cụ thể chất, tượng hóa học Học sinh nhanh qn khơng hiểu bài, khơng có ấn tượng sâu sắc hình ảnh cụ thể Hình ảnh cụ thể thường dễ nhớ so với ngôn ngữ trừu tượng, đặc biệt học sinh trung học Mặt khác, thực hành giáo viên thường áp dụng hình thức tổ chức thực hành Hóa học theo phương pháp: Nghiên cứu nội dung thí nghiệm sách giáo khoa để trả lời câu hỏi; quan sát hình ảnh, tranh vẽ, mơ hình, sơ đồ ; quan sát thí nghiệm giáo viên biểu diễn học sinh giống “ khán giả” Đa số em tự làm thí nghiệm, mà đặc biệt thí nghiệm để phát gây hứng thú học tập, phát triển trí tò mò, phát huy lực nội thân khơng có Do điều kiện cụ thể trường phổ thông nên thực hành tiến hành cách hình thức làm số thí nghiệm đơn giản, kết thu tờ giấy tường trình sơ sài Như hiệu thí nghiệm chưa phát huy tối đa dạy học Do dẫn đến việc học sinh ngại học, sợ học có nhiều kiến thức lý thuyết cần phải nhớ em phải học nhiều mơn học khác dẫn đến việc học sinh khơng có hứng thú với mơn học, học để đối phó kì thi kiểm tra - Nguyên nhân chủ yếu thực trạng phương pháp dạy học giáo viên chưa phù hợp với đặc thù mơn học, sử dụng thí nghiệm để phụ họa cho số tính chất chất mà chưa xây dựng kế hoạch, mục tiêu, định hướng cụ thể chưa xác định quy trình sử dụng thí nghiệm có hiệu Sau bảng phân tích ưu, nhược điểm phương pháp dạy học theo quan niệm cũ: Phương pháp Thuyết trình ( thông báo- tái hiện) Đàm thoại ( hỏi - đáp) Nghiên cứu Trực quan (sử dụng thí Ưu điểm - Truyền đạt lượng thơng tin lớn - Ít tốn thời gian - Hiệu kinh tế cao - Học sinh làm việc tích cực, độc lập, tiếp thu tốt - Thông tin hai chiều - Học sinh tự học, tích cực, sáng tạo cao - Học sinh tiếp thu kiến thức sâu sắc, vững - Học sinh tập trung ý, dễ tiếp thu bài, khắc sâu kiến thức - Lớp học sôi nổi, tạo hứng thú học Nhược điểm - Học sinh tương đối thụ động, nhanh quên kiến thức học - Khó áp dụng kiến thức lĩnh hội trừu tượng - Tốn thời gian - Giáo viên dễ bị động học sinh hỏi lại - Tốn thời gian - Chỉ áp dụng với số nội dung học - Phụ thuộc vào điều kiện, sở vật chất, trang thiết bị thí nghiệm nghiệm, đồ dung dạy học) Sử dụng tập tập phát triển lực học sinh - Rèn kỹ quan sát thực hành thí nghiệm - Học sinh tích cực, tự lực, sáng tạo, nhớ lâu - Rèn kỹ vận dụng kiến thức để giải vấn đề - Tốn thời gian chuẩn bị - Một số thí nghiệm nguy hiểm, độc hại - Ít sử dụng dạy kiến thức - Tốn thời gian 3.2 Giải pháp triển khai có hiệu Trong q trình giảng dạy tơi nhận thấy giảng dạy lớp mà không sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực hiệu tiếp thu học sinh bị hạn chế nhiều, lớp sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực hiệu tiếp thu học sinh tích cực, học sinh tiếp thu tốt, dễ hiểu, hứng thú đặc biệt khắc sâu kiến thức trọng tâm cần đạt Để khắc phục hạn chế nhược điểm giải pháp cũ chúng tơi xin trình bày giải pháp: “Thiết kế sử dụng thí nghiệm Hóa học vơ trường trung học phổ thông theo phương pháp phát giải vấn đề nhằm phát triển lực tư sáng tạo học sinh” 3.2.1 Qui trình thiết kế thí nghiệm theo phương pháp phát giải vấn đề Điểm mấu chốt phương pháp cần tạo mâu thuẫn nhận thức Thường giáo viên dùng thí nghiệm để tạo mâu thuẫn nhận thức với kiến thức có học sinh thơng qua việc phân tích tượng thí nghiệm, cấu tạo chất mà rút kiến thức mới, giải mâu thuẫn nhận thức lúc đầu Dựa định hướng lựa chọn nội dung thí nghiệm để phát giải vấn đề Chúng xin đề xuất bước sau: * Bước 1: Xác định mục tiêu dạy Đây bước việc tiến hành soạn giảng cụ thể đo lường thành học tập học sinh Mục tiêu giảng gồm nhiều mức độ khác cách phân loại khác Tôi xin đưa sơ đồ phân loại mức độ sau: Biết → Hiểu → Vận dụng → Phân tích → Tổng hợp → Đánh giá * Bước 2: Xác định đơn vị kiến thức dạy Xác định kiến thức truyền tải đến cho học sinh học có kiến thức trọng tâm kiến thức * Bước 3: Thiết kế tình cho đơn vị kiến thức - Định hướng lựa chọn nội dung thí nghiệm theo phương pháp phát giải vấn đề - Dựa đơn vị kiến thức - Đọc tài liệu có liên quan đến dạy - Tham khảo tình dạy học - Tham khảo thí nghiệm sử dụng giảng dạy mơn Hóa học - Lựa chọn thiết kế thí nghiệm phù hợp với nội dung tình đưa * Bước 4: Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính xác kiến thức đưa tình * Bước 5: Kiểm tra Kiểm tra xem trình xây dựng có phù hợp với mục đích, nội dung dạy trình độ học tập học sinh hay khơng? Cần kiểm tra lại câu hỏi phù hợp với mục đích dạy, để tìm câu hỏi phù hợp với trình độ nhận thức học sinh, loại bỏ câu hỏi dễ, khó hiểu khơng hướng vào mục đích giải tình Dựa qui trình thiết kế thí nghiệm theo phương pháp phát giải vấn đề, chúng tơi thiết kế thí nghiệm chương trình hóa học lớp 10, 11, 12 trường THPT VD: Thí nghiệm nhơm tác dụng với dung dịch NaOH (Bài 27: Nhôm hợp chất nhôm- SGK12- Ban bản) * Đặt vấn đề Mâu thuẫn: Giáo viên cho học sinh tiến hành thí nghiệm gây mâu thuẫn sau: + Thí nghiệm 1: Cho nhơm vào ống nghiệm đựng nước cất, đun nóng ống nghiệm lúc quan sát Hầu khơng thấy có tượng + Thí nghiệm 2: Làm thí nghiệm tương tự thí nghiệm 1, nhỏ thêm vào ống nghiệm vài giọt dung dịch NaOH, đun nóng, học sinh nhận thí nghiệm có tượng bọt khí mạnh * Phát vấn đề - Thanh nhôm không tác dụng với nước có lớp màng oxit bảo vệ, tiếp xúc với dung dịch bazo mạnh nhôm lại phản ứng mãnh liệt Điều phải nhơm tác dụng trực tiếp với dung dịch NaOH để giải phóng khí hidro? * Giải vấn đề - Theo kiến thức học hidroxit lưỡng tính, học sinh biết Al(OH) có tính lưỡng tính, mặt khác Al2O3 có tính lưỡng tính Vậy tiếp xúc với dung dịch NaOH, trước tiên bề mặt oxit Al 2O3 bị phá vỡ theo phương trình phản ứng: Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O ( 1) Lúc bề mặt nhơm khơng lớp màng bảo vệ ( nhơm ngun chất) tác dụng với nước: 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 (2) - Al(OH)3 hình thành lại tiếp tục bị hòa tan dung địch NaOH: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (3) - Do phương trình (2) tiếp tục xảy ra, khí hidro liên tục Cộng gộp phương trình ta viết phương trình phản ứng kim loại nhơm tan dung dịch kiềm mạnh sau: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 (4) * Kết luận vấn đề - Kim loại Al tác dụng với dung dịch bazo mạnh hợp chất oxit hidroxit có tính lưỡng tính Tác nhân oxi hóa phản ứng thực chất H 2O - Do phương trình (2) tiếp tục xảy ra, khí hidro liên tục 3.2.2 Quy trình dạy học sử dụng thí nghiệm theo phương pháp phát giải vấn đề * Bước 1: Đặt vấn đề (đây bước gây hứng thú học tập) Thường nêu mục đích dạng câu hỏi để tạo tình có vấn đề: đặt câu hỏi tái kiến thức, áp dụng vào trường hợp làm thí nghiệm, quan sát tượng thấy mâu thuẫn Cụ thể sau: - Biểu diễn lại thí nghiệm biết theo quy luật đó, nhắc lại kiến thức cũ mà học sinh biết hiểu - Trình bày lại thí nghiệm điều kiện ( khác nồng độ, môi tường, nhiệt độ, chất tương tự) - Yêu cầu học sinh suy nghĩ nhận xét thông qua việc quan sát dấu hiệu thí nghiệm * Bước 2: Phát biểu vấn đề ( phát vấn đề) Mô tả vấn đề cần giải dạng câu hỏi ( phát biểu vấn đề - phát vấn đề) Trên sở dấu hiệu tượng quan sát giáo viên yêu cầu học sinh thiết lập mối quan hệ dấu hiệu bề chất trình trả lời câu hỏi sau: - Phản ứng ( thí nghiệm) vừa xảy điều kiện nào? - Các dấu hiệu chứng tỏ phản ứng xảy thí nghiệm tạo thành sản phẩm nào? Có giống với sản phẩm biết khơng? - Như ngồi tính chất biết, chất nghiên cứu có tính chất khác khơng? * Bước 3: Xác định phương hướng giải - nêu giả thuyết ( bước quan trọng để phát triển lực tư học sinh) Đặt câu hỏi sáng tạo để học sinh đề xuất phương án giải Câu hỏi đánh giá để chọn phương án giải quyết, thực kế hoạch giải vấn đề đặt câu hỏi phân tích, so sánh, - Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại điều kiện thí nghiệm trình bày biểu diễn lại thí nghiệm - Xác định sản phẩm phản ứng thí nghiệm thứ hai Để giải vấn đề này, giáo viên yêu cầu học sinh vào dấu hiệu quan sát để tổng hợp, phân tích, so sánh, phán đốn xem chất chất Cũng dùng phản ứng hóa học đặc trưng để nhận biết, sau viết phương trình phản ứng xảy - Để xác định tính chất khác chất nghiên cứu điều kiện mới, giáo viên yêu cầu học sinh dựa vào kết luận chất tạo thành phương trình phản ứng, từ xác định biến đổi số oxi hóa, xác định trung tâm phản ứng nguyên tử hay ion nào? Từ xác định tính chất khác nguyên tố ( hay chất phản ứng ) điều kiện gì? * Bước 5: Lập kế hoạch giải theo giả thuyết - Vấn đề 1: Phản ứng ( thí nghiệm ) tiến hành điều kiện: nhiệt độ, nồng độ, áp suất, chất xúc tác, - Vấn đề 2: Chất sinh thí nghiệm có trạng thái, màu sắc, mùi, Chất sinh có phản ứng đặc trưng với Chất sinh làm chất thị đổi màu Vậy chất Phương trình phản ứng phản ứng thuộc loại phản ứng chất nghiên cứu ngồi tính chất biết có thêm tính chất , điều kiện * Bước 6: Đánh giá việc thực kế hoạch giải vấn đề Căn vào việc tiến hành thí nghiệm kết thí nghiệm xác nhận kế hoạch giải vấn đề * Bước 7: Kết luận Giáo viên chỉnh lí, bổ sung, chuẩn hóa kiến thức điều cần lĩnh hội * Bước 8: Kiểm tra lại kiến thức vừa tiếp thu dạy học sinh tập vận dụng kiến thức Giáo viên cho học sinh thực thí nghiệm với số chất khác tương tự ( điều kiện nghiên cứu với thí nghiệm 2) Trong phần thiết kế giáo án hồn chỉnh (Bài 20: Sự ăn mòn kim loại, tiết) theo hướng dạy học tiếp cận lực học sinh Dưới chúng tơi trình bày chi tiết hoạt động q trình dạy học có sử dụng thí nghiệm theo phương pháp phát giải vấn đề VD: Bài 20: SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI (2 tiết) Nội dung 1: Khái niệm, dạng ăn mòn kim loại ( tiết 1) Nội dung 2: Cách chống ăn mòn kim loại hoạt động trải nghiệm ngoại khóa ( tiết 2) I Mục tiêu dạy học Về kiến thức, kỹ năng, thái độ Năng lực cần hướng tới II Chuẩn bị giáo viên học sinh Giáo viên Học sinh III Chuỗi hoạt động Giới thiệu chung: 2.Thiết kế chi tiết hoạt động 2.1 Hoạt động trải nghiệm kết nối (03 phút) a Mục tiêu b Phương thức tổ chức 2.2 Hoạt động hình thành kiến thức Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm ( phút) Hoạt động 2: Tìm hiểu ăn mòn hóa học ( phút) Mục tiêu hoạt động: Học sinh nắm khái niệm ăn mòn hóa học Phương thức tổ chức Hoạt động học hoạt động sinh sản phẩm học sinh - Giáo viên sử dụng thí nghiệm theo phương pháp phát giải vấn đề để giúp HS giải câu hỏi số phiếu học tập số 1: Đặt vấn đề phát vấn - Học sinh tiến hành thí đề: Giáo viên yêu cầu học sinh nghiệm Sau báo cáo kết làm thí nghiệm ( làm việc quả: Có bọt khí từ Đánh giá kết hoạt động - Thông qua quan sát, GV nhắc học sinh làm việc hiệu đồng thời theo nhóm): Cho Zn Cu tác dụng dung dịch H2SO4 lỗng Học sinh viết phương trình phản ứng, xác định vai trò chất tham gia, nhận xét cách mà kim loại kẽm nhường e - Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận để giải vấn đề câu hỏi phiếu học tập số - GV thơng báo thí nghiệm nói đến tượng kẽm bị ăn mòn hóa học - Bản chất ăn mòn hóa học gì? - Ăn mòn hóa học thường xảy đâu? Cho ví dụ? Zn, Zn bị mòn dần, Cu không tượng - HS viết pt: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 phát khó khăn, vướng mắc học sinh để có giải pháp hỗ trợ hợp lý - Thông qua sản phẩm học tập: Dựa vào báo cáo - Hs tìm hiểu SGK, thảo luận nhóm đưa câu trả lời kết thí nghiệm số giáo viên giúp học sinh tìm chỗ sai cần điều chỉnh chuẩn hóa kiến thức - Học sinh lấy ví dụ thực tế mà kim loại bị oxi hóa: kiềng bếp đun lâu ngày bị gỉ, ống bơ xe máy, vỉ nướng thịt,…( Đó tượng ăn mòn hóa học) Học sinh nắm chất ăn mòn hóa học q trình oxi hóa- khử kim loại nhường e trực tiếp cho chất môi trường tác dụng Học sinh biết ăn mòn hóa học thường xảy đâu ( chi tiết kim loại máy móc nhà máy hóa chất, thiết bị lò đốt, nồi hơi,… có tiếp xúc trực tiếp với hóa chất, nước nhiệt độ cao Fe với nước, khí clo, oxi,…) Hoạt động 4: Vận dụng tìm tòi mở rộng (12 phút) Hoạt động 5: Các nhóm báo cáo kết dự án (45 phút) IV Kiểm tra đánh giá kết học tập 4.1 Hình thức đánh giá 4.2 Cơng cụ đánh giá IV Hiệu kinh tế xã hội dự kiến đạt 10 trình : 2H+ + 2e → H2 Do Cu xuất bọt khí - Học sinh: Có bọt khí xuất đồng - Học sinh: nêu khái niệm Ăn mòn điện hố q trình oxi hố – khử, kim loại bị ăn mòn tác dụng dung dịch chất điện li - Giáo viên đưa tình tạo nên dòng electron chuyển dời từ huống: khơng có điện cực âm đến cực dương kế bóng đèn nhận tượng ăn mòn điện hóa thí nghiệm dựa vào tượng nào? Kết luận vấn đề: Như tác dụng dung dịch chất điện li, hai kim loại tiếp xúc với dung dịch chất điện li nối với nhau, kim loại mạnh bị ăn mòn tạo nên dòng lectron chuyển từ kim loại hoạt động mạnh (cực âm) sang kim loại hoạt động yếu ( cực dương) Đây tượng ăn mòn điện hóa Điều kiện xảy ăn mòn điện hóa học - Giáo viên đặt vấn đề phát vấn đề: Giáo viên tổ chức thí nghiệm tạo tình sau: giáo viên cho học sinh tiến hành thí nghiệm - Giải vấn đề: Học sinh hoạt động nhóm, thơng báo + Thơng qua quan kết giải thích thơng sát, GV nhắc nhở học qua hướng dẫn giáo sinh làm việc hiệu viên đồng thời phát khó + Thí nghiệm 1: Ngâm hai khăn, vướng mắc Zn tiếp xúc với + Ở thí nghiệm 1: Cả hai 23 dung dịch H2SO4 Zn bị ăn mòn hóa học học sinh để có giải lỗng có tương tác trực tiếp pháp hỗ trợ hợp lý Zn với ion H+ dung + Thông qua sản dịch theo phương trình: phẩm học tập: Dựa + → 2+ Zn + 2H Zn + H2 vào báo cáo hai kẽm có khí nhóm kết hidro thí nghiệm giáo viên giúp học sinh + Ở thí nghiệm 2: Hai kim tìm chỗ sai cần + Thí nghiệm 2: Thay loại tiếp xúc trực tiếp với điều chỉnh chuẩn Zn Cu tiếp xúc với hóa kiến thức ngâm dung dịch dung dịch chất điện li, chúng H2SO4 loãng trở thành cặp pin điện hóa, kẽm có tính khử mạnh nên bị ăn mòn điện hóa, bọt khí tập trung xung quanh Cu + Thí nghiệm 3: Tách + Ở thí nghiệm 3: Hai đồng kẽm khỏi kim loại tách rời nhau, không tiếp xúc với nên có Zn bị ăn mòn hóa học có bọt khí xuất kẽm đồng khơng có tượng + Ở thí nghiệm 4: Chỉ có + Thí nghiệm 4: Lấy Zn tiếp xúc với dung dịch đồng khỏi dung dịch chất điện li, không thỏa mãn tiếp xúc với điều kiện cặp pin kẽm điện hóa khơng có dòng điện chạy qua hai kim loại trường hợp Zn bị ăn mòn hóa học khí hidro sinh tập trung xung quanh Zn - Giáo viên yêu cầu học 24 sinh quan sát tượng thí nghiệm, thảo luận giải vấn đề phiếu học tập số vấn đề sau: - Hiện tượng quan sát chứng tỏ điều gì? - Khi kim loại bị ăn mòn điện hóa? - Giáo viên u cầu học sinh rút kết luận điều - Học sinh thảo luận nhóm kiện xảy ăn mòn điện dựa kết thí hóa? nghiệm vừa làm, rút kết luận Kết luận vấn đề: Bốn thí nghiệm rút điều kiện ăn mòn điện hóa học * Kết luận chung: Để xảy tượng ăn mòn điện hóa học cần ba điều kiện sau: + Các điện cực phải khác chất: Cực âm Cực dương Kim loại mạnh Kim loại yếu Kim loại Phi kim Kim loại Hợp chất hóa học + Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp ( hợp kim) gián tiếp với qua dây dẫn + Các điện cực tiếp xúc trực tiếp với dung dịch chất điện li - Giáo viên ý học sinh: Nếu thiếu ba điều kiện khơng xảy tượng ăn mòn điện hóa Phân biệt ăn mòn hóa học ăn mòn điện hóa tự nhiên, nhiên thực tế ăn mòn kim loại xảy phức tạp 25 xảy đồng thời ăn mòn hóa học ăn mòn điện hóa học - Giáo viên yêu cầu học sinh hoàn thành câu hỏi số phiếu học tập số : So sánh ăn mòn điện hóa học ăn mòn hóa học? ( Đặc điểm, chế, tốc độ ăn mòn, điều kiện xảy ăn mòn) - Học sinh thảo luận đưa kết tượng thí nghiệm sau: Lấy vào ống nghiệm ống ml dung dịch H 2SO4 lỗng hai hạt Zn có kích thước tương đương nhau, thấy khí hai thí nghiệm nhau, sau cho vào ống nghiệm lượng nhỏ dung dịch CuSO ( khoảng 4, giọt) Học sinh quan sát thí nghiệm cho biết: + Đã có tượng hóa học xảy hai ống nghiệm lúc đầu? + Khi cho thêm dung dịch CuSO4 vào ống nghiệm có tượng khác so với ống nghiệm 2? + Từ thí nghiệm xác định dạng ăn mòn xảy hai ống nghiệm? Giải thích? - Học sinh thảo luận giải vấn đề: + Lúc đầu tượng ăn mòn hóa học + Khi cho CuSO4 vào ống nghiệm thấy bọt khí thoát nhanh xuất lớp Cu màu đỏ bám vào bề mặt Zn phương trình: Zn + Cu2+ → Cu + Zn2+ + Kim loại Cu bám bề mặt Zn dung dịch axit H 2SO4 tạo nên pin điện Zn cực âm Cu cực dương, Zn bị phá hủy nhanh hơn, kết Zn bị ăn mòn điện hóa học, khí H2 thoát nhanh Kết luận vấn đề: Tốc độ ăn mòn điện hóa học xảy nhanh tốc độ ăn mòn hóa học, phá hủy kim loại ăn mòn điện hóa học gây hậu nghiêm trọng phổ biến ăn mòn hóa học - Học sinh đưa bảng so sánh sau: Phân loại Điều Ăn mòn hóa học Ăn mòn điện hóa học kiện Thường xảy thiết Thỏa mãn điều kiện sau: 26 xảy mòn bị lò đốt thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với nước chất khí nhệt độ cao ăn Hay kim loại nguyên chất tác dụng với dung dịch axit, bazo + Các điện cực phải khác chất: + Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp( hợp kim) gián tiếp với qua dây dẫn + Các điện cực tiếp xúc trực tiếp với dung dịch chất điện li Thiết bị kim loại (sắt,…) tiếp xúc với nước, khí ( O2, Cl2 ) thường xảy phản ứng 3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 Cơ chế Fe + O2 → Fe3O4 ăn mòn Là q trình oxi hóa- khử electron Bản chất kim loại chuyển ăn mòn trực tiếp đến chất tốc độ ăn mơi trường Ăn mòn mòn thường xảy chậm 27 - Trong khơng khí ẩm, bề mặt gang ln có lớp nước mỏng hồ tan O2 khí CO2, tạo thành dung dịch chất điện li - Gang có thành phần Fe C tiếp xúc với dung dịch tạo nên vô số pin nhỏ mà sắt anot cacbon catot Tại anot: Fe → Fe2+ + 2e Các electron giải phóng chuyển dịch đến catot Tại catot: O2 + 2H2O + 4e → 4OHIon Fe2+ tan vào dung dịch chất điện li có hồ tan khí O2, Tại đây, ion Fe2+ tiếp tục bị oxi hoá, tác dụng ion OH- tạo gỉ sắt có thành phần chủ yếu Fe2O3.nH2O Là trình oxi hóa- khử ( ăn mòn kim loại) electron nhường chuyển gián tiếp qua dây dẫn đến chất điện li môi trường tác dụng tạo nên dòng điện Ăn mòn điện hóa học xảy nhanh ăn mòn hóa học Ăn mòn điện hóa học hợp kim sắt khơng khí ẩm Bài tập vận dụng lí thuyết vào giải toán thực tế: Giáo viên chia lớp thành nhóm u cầu hồn thành phiếu học tập số thời gian phút ( phút hoạt động cá nhân phút hoạt động nhóm) PHIẾU HỌC TẬP SỐ - Tại ăn mòn hợp kim sắt ( Fe-C) khơng khí ẩm ăn mòn điện hóa học? Nêu chế ăn mòn điện hóa học hợp kim sắt khơng khí ẩm? - Học sinh hồn thành phiếu học tập + Trong khơng khí ẩm, bề mặt gang ln có lớp nước mỏng hồ tan O2 khí CO2, tạo thành dung dịch chất điện li + Gang có thành phần Fe C tiếp xúc với dung dịch tạo nên vơ số pin nhỏ mà sắt anot cacbon catot Tại anot: Fe → Fe2+ + 2e Các electron giải phóng chuyển dịch đến catot Tại catot: O2 + 2H2O + 4e → 4OHIon Fe2+ tan vào dung dịch chất điện li có hồ tan khí O 2, Tại đây, ion Fe2+ tiếp tục bị oxi hoá, tác dụng ion OH- tạo gỉ sắt có thành phần chủ yếu Fe2O3.nH2O - Giáo viên nhận xét, đánh giá nhóm 28 Hoạt động 4: (12 phút) Vận dụng tìm tòi mở rộng Mục tiêu hoạt động: Nghiên cứu biện pháp chống ăn mòn kim loại + Xây dựng nội dung cần tìm hiểu + Thành lập nhóm + Phổ biến nhiệm vụ cho học sinh + Rèn kĩ làm việc nhóm + Các nhóm xây dựng đề cương nghiên cứu kế hoạch cho việc thực dự án + Các nhóm phân cơng tìm hiểu, nghiên cứu, sưu tầm video, hình ảnh số liệu liên quan đến nội dung phân cơng + Hình thành kĩ thu thập thơng tin, đóng vai, điều tra thực tế… Phương thức tổ chức * Giáo viên đặt vấn đề: Giáo viên chiếu số hình ảnh tác hại ăn mòn kim loại, để học sinh thấy ăn mòn kim loại gây tổn thất to lớn nhiều mặt cho kinh tế quốc dân tác động trực tiếp sống hàng ngày Để hiểu rõ vấn đề giáo viên cho tiến hành triển khai làm dự án nhỏ Đó u cầu học sinh tìm hiểu vấn đề có ý nghĩa với thực tiễn, làm việc theo nhóm để tạo sản phẩm trình bày Sản phẩm dự án học tập học sinh thể lực nhận thức lực sáng tạo nhóm - Giáo viên chia học sinh vào nhóm Mỗi nhóm làm nội dung riêng "Sự ăn mòn kim loại" Cho nhóm bầu nhóm trưởng, thư kí nhóm Nhóm Ảnh hưởng ăn mòn kim loại với sống sinh hoạt địa phương, nêu phương pháp khắc phục Nhóm Ảnh hưởng ăn mòn kim loại với kinh tế quốc dân, nêu phương pháp khắc phục Nhóm Thiết kế nội dung củng cố học - Giáo viên đưa bảng tiêu chí đánh giá kết học tập theo dự án nhóm, 29 bảng đánh giá mức độ tham gia hoạt động thành viên nhóm * Học sinh - Lập kế hoạch thực dự án, xác định mục tiêu dự án, đưa câu hỏi định hướng cho nhóm thực dự án nhỏ Câu 1: Nguyên nhân vật dụng làm hợp kim,kim loại bị ăn mòn? Câu 2: Trong thực tế vật dụng làm hợp kim,kim loại bảo vệ nào? Vì sao? Câu 3: Đề xuất biện pháp để chống tượng ăn mòn kim loại - Các nhóm học sinh phân cơng nhiệm vụ, trao đổi cách thực hiện, thời gian hoàn thành, theo Sổ theo dõi dự án báo cáo giáo viên thường xun - Các nhóm tự bố trí thời gian họp nhóm thực nhiệm vụ - Biên thảo luận họp nhóm ghi đầy đủ Sổ theo dõi dự án Triển khai thực dự án (1 tuần- học sinh thực trước đó) a Mục tiêu: - Kĩ giao tiếp ứng xử với người khác: phản hồi, lắng nghe tích cực, trình bày suy nghĩ, ứng xử giao tiếp hoạt động nhóm - Kĩ suy nghĩ sáng tạo: tìm kiếm xử lí thơng tin, phân tích đối chiếu - Kĩ làm chủ thân: Quản lí thời gian đảm nhận trách nhiệm hoạt động học tập - Năng lực phát giải vấn đề - Năng lực thu nhận xử lí thông tin tổng hợp - Năng lực tư duy, Năng lực ngôn ngữ - Năng lực sử dụng công nghệ thông tin b Cách thức tổ chức hoạt động * GV: - Theo dõi học sinh thực hiện, hướng dẫn học sinh, kịp thời tháo gỡ 30 vướng mắc - Giáo viên cung cấp cho học sinh tài liệu hỗ trợ thêm (nếu có) * HS: - Các nhóm xây dựng kế hoạch - Thực dự án: thu thập thơng tin nhiều hình thức viết báo cáo - Trao đổi với giáo viên khó khăn q trình thực dự án qua điện thoại, email - Sửa chữa, hoàn chỉnh sản phẩm Kế hoạch thực công việc Thời gian Thứ Thứ Thứ Thứ Thứ Thứ Cơng việc Tìm kiếm thu thập tài liệu x Tổng hợp kết thu x Phân tích xử lí thơng tin x Viết báo cáo X Thảo luận để hồn thiện x Trình bày sản phẩm X Hoạt động ngoại khóa (1/2 ngày) - Giáo viên học sinh tham gia ½ ngày hoạt động ngoại khóa tìm hiểu tượng vật dụng làm kim loại hợp kim bị ăn mòn địa phương tìm hiểu nguyên nhân biện pháp giải làm, từ đề xuất thêm biện pháp - Giáo viên yêu cầu học sinh viết báo cáo kết thu hoạch sau buổi ngoại khóa làm rõ nội dung theo câu hỏi định hướng tiết trước 31 Hoạt động 5: Các nhóm báo cáo kết dự án (45 phút) Mục tiêu: Bên cạnh mục tiêu kiến thức, thái độ HS cần đạt được: - Kĩ giao tiếp ứng xử với người khác: phản hồi, lắng nghe tích cực, trình bày suy nghĩ, ứng xử giao tiếp hoạt động nhóm - Kĩ suy nghĩ sáng tạo: tìm kiếm xử lí thơng tin, phân tích đối chiếu - Kĩ tự nhận thức: Tự tin trình bày, thành viên trình bày trước nhóm, tổ, lớp - Kĩ làm chủ thân: Quản lí thời gian đảm nhận trách nhiệm hoạt động học tập - Trang bị phát triển kỹ vận dụng kiến thức hoá học, để giải thích tượng thực tiễn - Năng lực phát giải vấn đề - Năng lực thu nhận xử lí thơng tin tổng hợp - Năng lực tư duy, Năng lực ngôn ngữ - Năng lực sử dụng công nghệ thông tin Cách thức tổ chức hoạt động * GV:Tổ chức cho nhóm báo cáo phát vấn, thời gian nhóm phút * HS: - Các nhóm cử đại diện lên báo cáo sản phẩm dự án nhóm - Trả lời câu hỏi nhóm khác giáo viên phát vấn - Lắng nghe nhóm khác báo cáo đưa câu hỏi phát vấn * GV: Giáo viên lắng nghe nhóm báo cáo, nhận xét vào phiếu * HS: - Nhận xét sản phẩm dự án nhóm nhóm khác - Học sinh đánh giá q trình thực dự án nhóm nhóm khác theo phiếu đánh giá 32 * Giáo viên tóm tắt nội dung học đưa nhận xét sơ * Giáo viên rút kinh nghiệm dựa toàn hồ sơ dự án bao gồm: Sổ theo dõi dự án, phiếu đánh giá chéo nhóm, phiếu đánh giá cá nhân đánh giá trình học sinh thực dự án để chuẩn bị cho dự án Sản phẩm HS: Hoàn thiện sản phẩm nộp lại cho giáo viên vào tiết học Bài viết,báo cáo trình bày powerpoint IV Kiểm tra đánh giá kết học tập 4.1 Hình thức đánh giá - Đánh giá định tính: + Giáo viên đánh giá sơ hiệu dự án thông qua phiếu phản hồi học sinh sau thực dự án + Giáo viên đánh giá so sánh lớp thực dự án không thực dự án qua phiếu điều tra + Giáo viên đánh giá thành viên nhóm suốt trình thực dự án thơng qua vấn, quan sát, theo dõi q trình thực cơng việc dự án - Đánh giá định lượng: Qua tiêu chí cụ thể qua kiểm tra 15 phút (bài tập trắc nghiệm có mức độ dễ, trung bình, khó phải vận dụng thực tiễn) 4.2 Cơng cụ đánh giá bao gồm - Bài kiểm tra 15 phút (do giáo viên chấm) - Bảng tiêu chí đánh giá nhóm (do giáo viên đánh giá) - Phiếu đánh giá thành viên nhóm (do nhóm trưởng đánh giá) - Sổ theo dõi dự án (do nhóm trưởng đánh giá chéo nhau) - Phiếu phản hồi học sinh sau thực dự án (giáo viên tổng hợp) Đề kiểm tra trắc nghiệm 33 Mức độ biết Câu 1: Tên hợp kim thường dùng làm nguyên liệu để sản xuất xoong, nồi,bệ máy ? A Gang B Thép C Duyra D.inox Câu 2: Kim loại hợp kim Duyra? A Fe B Al C Cu D Zn Câu 3: Sắt tây sắt tráng kim loại nào? A Thiếc B Kẽm C Sắt D Bạc Mức độ hiểu Câu 4: Tiến hành bốn thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: Nhúng Fe vào dung dịch FeCl3; - Thí nghiệm 2: Nhúng Fe vào dung dịch CuSO4; - Thí nghiệm 3: Nhúng Cu vào dung dịch FeCl3; - Thí nghiệm 4: Cho Fe tiếp xúc với Cu nhúng vào dung dịch HCl Số trường hợp xuất ăn mòn điện hố A B C D Câu 5: Cặp kim loại Al – Fe tiếp xúc với để ngồi khơng khí ẩm kim loại bị ăn mòn dạng ăn mòn chính? A Fe bị ăn mòn điện hố C Al bị ăn mòn hố học B Al bị ăn mòn điện hố D Al, Fe bị ăn mòn hố học Mức độ vận dụng thấp Câu 6: Nhúng kẽm vào dung dịch FeSO 4, sau thời gian lấy kẽm cân thấy nhẹ so với ban đầu 0,54 g Khối lượng sắt bám vào kẽm là: A 3,90g B 3,36g C 3,24g D 5,60g Câu 7: Nếu vật làm hợp kim Fe-Zn bị ăn mòn điện hố q trình ăn 34 mòn A Kẽm đóng vai trò catot bị oxi hố B Sắt đóng vai trò anot bị oxi hố C Kẽm đóng vai trò anot bị oxi hố D Sắt đóng vai trò catot ion H+ bị oxi hố Câu 8: Cho hợp kim sau: Cu-Fe (I); Zn –Fe (II); Fe-C (III); Sn-Fe (IV) Khi tiếp xúc với dung dịch chất điện li hợp kim mà Fe bị ăn mòn trước là: A I, II III B I, II IV C I, III IV D II, III IV Câu 9: Biết ion Pb2+ dung dịch oxi hóa Sn Khi nhúng hai kim loại Pb Sn nối với dây dẫn điện vào dung dịch chất điện li thì: A Chỉ có Sn bị ăn mòn điện hố B Cả Pb Sn khơng bị ăn mòn điện hố C Cả Pb Sn bị ăn mòn điện hố D Chỉ có Pb bị ăn mòn điện hố Mức độ vận dụng cao Câu 10: Tiến hành thí nghiệm với đinh sắt ngâm nước muối rót từ cốc Dây kẽm Dây đồng Cốc Cốc Cốc Đinh sắt cốc bị ăn mòn nhanh hơn? A Cốc B Cốc C Cốc 35 D Cốc cốc 36 37 ... lực sử dụng ngôn ngữ b Năng lực chuyên biệt - Năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học: tên hợp chất hóa học ion - Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào sống: cách bảo quản, sử dụng hợp lý vật dụng, ... tập thể 5.2 Khả áp dụng 11 - Sáng kiến áp dụng việc dạy học môn Hóa học lớp 10, 11, 12 trường THPT Trên nội dung sáng kiến: Thiết kế sử dụng thí nghiệm Hóa học vô trường trung học phổ thông theo... DỤNG “THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HĨA HỌC VƠ CƠ TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH” ĐỂ THIẾT KẾ