Phát triển năng lực thực nghiệm hóa học thông qua dạy học chương kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm cho học sinh lớp 12 trung học phổ thông

ĐỖ THỊ DIỆU LINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI -0O0 - *** ĐỖ THỊ DIỆU LINH LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MƠN HĨA HỌC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HĨA HỌC THƠNG QUA DẠY HỌC CHƯƠNG KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ, NHÔM CHO HỌC SINH LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC *** KHÓA HỌC: 2015 - 2017 HÀ NỘI, 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI -0O0 - ĐỖ THỊ DIỆU LINH PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HĨA HỌC THƠNG QUA DẠY HỌC CHƯƠNG KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ, NHÔM CHO HỌC SINH LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chun ngành : Lý luận PPDH mơn Hóa học Mã số : 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Đặng Thị Oanh TS Phạm Thị Bích Đào HÀ NỘI, 2017 LỜI CẢM ƠN Thực tế cho thấy, thành công gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ người xung quanh giúp đỡ hay nhiều, trực tiếp hay gián tiếp Trong suốt thời gian từ bắt đầu làm luận văn đến nay, nhận quan tâm, bảo, giúp đỡ thầy cơ, gia đình bạn bè xung quanh Với lòng biết ơn vơ sâu sắc, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS.Đặng Thi Oanh TS.Phạm Thị Bích Đào – người thầy tận tâm hướng dẫn suốt q trình xây dựng hồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo, cô giáo, cán viên chức trường ĐHSP Hà Nội đặc biệt thầy giáo khoa Hóa học; Ban giám hiệu trường THPT Trưng Vương, Văn Lâm, Hưng Yên tạo điều kiện thuận lợi cho suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin gửi cảm ơn tới thầy giáo, cô giáo em học sinh trường THPT Trưng Vương nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân, người quan tâm, động viên để tơi hồn thành tốt luận văn Dù cố gắng, song luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong dẫn, đóng góp ý kiến nhà khoa học, thầy cô giáo, đồng nghiệp, bạn bè để luận văn tơi hồn thiện LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực không trùng lặp với đề tài khác Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Nếu không nêu trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm đề tài Người cam đoan Đỗ Thị Diệu Linh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1.Lí chọn đề tài 2.Mục đích nghiên cứu 3.Nhiệm vụ nghiên cứu 4.Khách thể đối tượng nghiên cứu 5.Phạm vi nghiên cứu 6.Giả thuyết khoa học 7.Phương pháp nghiên cứu 8.Dự kiến đóng góp đề tài 9.Cấu trúc luận văn NỘI DUNG CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC DẠY HỌC ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VÀ VẤN ĐỀ THÍ NGHIỆM HĨA HỌC CỦA HỌC SINH PHỔ THÔNG 1.1.Lịch sử vấn đề nghiên cứu 1.2.Năng lực lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông 1.2.1.Khái niệm lực 7 1.2.2.Năng lực thực nghiệm học sinh trung học phổ thông 1.2.3.Công cụ đánh giá lực 1.3.Một số phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực phát triển lực cho học sinh dạy học hóa học trường trung học phổ thơng 10 1.3.1.Phương pháp trực quan 10 1.3.2.Phương pháp dạy học hợp tác 13 1.3.3.Kĩ thuật KWL 16 1.3.4.Kĩ thuật sử dụng câu hỏi 16 1.3.5.Kĩ thuật sơ đồ tư 16 1.3.6.Phương pháp sử dụng thí nghiệm 17 1.3.7.Sử dụng tập hóa học định hướng phát triển lực thực nghiệm hóa học cho học sinh 23 1.3.8.Sử dụng cơng nghệ thơng tn dạy học hóa học 24 1.4.Thực trạng việc sử dụng thí nghiệm hóa học tập hóa học phát triển lực thực nghiệm cho học sinh số trường trung học phổ thông tỉnh Hưng Yên 25 1.4.1.Mục đích đối tượng điều tra 25 1.4.2.Nhiệm vụ điều tra 26 1.4.3.Nội dung phương pháp điều tra 26 1.4.4.Phân tích kết điều tra 27 TIỂU KẾT CHƯƠNG CHƯƠNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HĨA HỌC THƠNG QUA DẠY HỌC CHƯƠNG KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ, NHÔM CHO HỌC SINH LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 33 2.1.Phân tích cấu trúc nội dung chương Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm Hóa học lớp 12 trung học phổ thơng 33 2.1.1.Đặc điểm vị trí chương Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm hóa học lớp 12 trung học phổ thông 33 2.1.2.Nội dung kiến thức chương Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm hóa học lớp 12 trung học phổ thơng 33 2.1.3.Phân tích đặc điểm nội dung kiến thức hóa học 35 2.2.Năng lực thực nghiệm hóa học học sinh dạy học hóa học 35 2.2.1.Năng lực thực nghiệm hóa học 35 2.2.2.Tiêu chí lực thực nghiệm hóa học 36 2.3.Thiết kế công cụ đánh giá lực thực nghiệm hóa học 42 2.3.1.Thiết kế bảng kiểm quan sát 42 2.3.2.Phiếu tự đánh giá học sinh 43 2.3.3.Thiết kế kiểm tra 45 2.4.Biện pháp phát triển lực thực nghiệm hóa học thơng qua dạy học chương kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm cho học sinh lớp 12 trung học phổ thông 45 2.4.1.Sử dụng hệ thống thí nghiệm hóa học việc hình thành kiến thức, kĩ chương Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm lớp 12 45 2.4.2.Sử dụng hệ thống thí nghiệm hóa học học thực hành nhằm phát triển lực thực nghiệm hóa học cho học sinh 50 2.4.3.Xây dựng tập định hướng phát triển lực thực nghiệm hóa học cho học sinh trung học phổ thông 51 2.5.Thiết kế kế hoạch dạy học minh họa 57 TIỂU KẾT CHƯƠNG 71 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 72 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 72 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 72 3.3 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 72 3.3.1 Thời gian thực nghiệm 72 3.3.2 Đối tượng thực nghiệm 73 3.3.3 Kiểm tra mẫu trước thực nghiệm 73 3.4.Tiến hành thực nghiệm sư phạm 74 3.4.1.Trao đổi với giáo viên thực nghiệm chọn thực nghiệm 74 3.4.2.Kế hoạc dạy học 74 3.4.3.Tổ chức kiểm tra chấm điểm 75 3.5 Kết thực nghiệm xử lí kết thực nghiệm sư phạm 75 3.5.1.Phương pháp xử lí kết thực nghiệm sư phạm 75 3.5.2.Kết bảng kiểm quan sát, phiếu tự đánh giá học sinh 77 3.5.3.Kết kiểm tra 87 3.5.4.Xử lí kết thực nghiệm sư phạm 87 3.5.3 Phân tích đánh giá TIỂU KẾT CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 93 95 96 1.Kết luận 96 2.Khuyến nghị 97 3.Hướng phát triển đề tài DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 98 100 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Tên viết tắt Chữ viết đầy đủ HS Học sinh NL Năng lực NLTN Năng lực thực nghiệm THPT Trung học phổ thơng DHHH Dạy học hóa học TNSP Thực nghiệm sư phạm BTHH Bài tập hóa học GQVĐ Giải vấn đề PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa CNTT Công nghệ thông tin TN Thực nghiệm ĐC Đối chứng DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Cấu trúc lực thực nghiệm Bảng 2.1 Bảng mô tả tiêu chí báo mức độ đánh giá lực thực nghiệm hóa học Bảng 2.2 Phiếu đánh giá GV phát triển NLTN hóa học HS Bảng 2.3 Phiếu tự đánh giá phát triển NLTN hóa học HS Bảng 2.4 Hệ thống thí nghiệm sử dụng nghiên cứu Bảng 2.5 Thí nghiệm thực hành Bảng 3.1 Đối tượng địa bàn thực nghiệm sư phạm Bảng 3.2 Kết kiểm tra trước tác động lớp thực nghiệm đối chứng Bảng 3.3 Kết đánh giá phát triển NLTN hóa học HS qua thực nghiệm số Bảng 3.4 Kết đánh giá phát triển NLTN hóa học HS qua thực nghiệm số Bảng 3.5 Kết kiểm tra Bảng 3.6 Bảng phân phối tần số học sinh đạt điểm Xi số Bảng 3.7 Bảng phân phối tần số học sinh đạt điểm Xi số Bảng 3.8 Bảng phân phối tần suất số % học sinh đạt điểm Xi Bảng 3.9 Bảng phân phối tần suất lũy tích số % HS đạt điểm Xi trở xuống Bảng 3.10 Bảng phân loại kết học tập học sinh Dd HCl MnO2 NaCl H2SO4đ Bình eclen thu khí Clo Vai trò dung dịch NaCl A Hòa tan khí Clo B Giữ lại khí hidroClorua C Giữ lại nước D Cả đáp án Câu 18 Nếu bị bỏng vơi bột người ta dùng phương án sau tối ưu để sơ cứu? A.Rửa vôi bột nước rửa lại dung dịch amoniclorua 10% B Lau khô bột rửa dung dịch amoniclorua 10% C Chỉ rửa vôi bột nước lau khô D.Lau vôi bột rửa nước xà phòng lỗng Câu 19 Có cốc riêng biệt: Cốc (1) đựng dung dịch chứa 0,2 mol Na 2CO3 0,3 mol NaHCO3; Cốc (2) đựng dung dịch chứa 0,5 mol HCl Khi nhỏ từ từ cốc (1) vào cốc (2) thấy V lít khí CO2 (đktc) Giá trị V A 6,72 B 7,84 C 8,00 D 8,96 Câu 20 Cho hỗn hợp gồm Na Al có tỉ lệ mol tương ứng 1:2 nước (dư) Sau phản ứng xảy hồn tồn, thu 8,96 lít khí H (đktc) m gam chất rắn không tan Giá trị m A 10,8 B 4,32 C 7,8 D 5,4 Phần Tự luận (3 điểm) Câu (1 điểm) Vì uống xođa NaHCO3 lại có tác dụng giải khát? Câu (1 điểm) Trong trình sản xuất vơi xảy phản ứng sau Tính khối lượng vôi sống thu nung đá vôi chứa 8% tạp chất với hiệu suất phản ứng 95% ? Câu (1 điểm) Điện phân nóng chảy Al2O3 với điện cực than chì, C thu m kg Al catot 89,6 m (đktc) hỗn hợp khí X anot Tỉ khối X so với H2 16,7 Cho 1,12 lít X (đktc) phản ứng với dung dịch Ca(OH)2 dư, thu 1,5 gam kết tủa Biết phản ứng xảy hoàn tồn Tính m? Đáp án Phần Trắc nghiệm khách quan Mỗi câu trắc nghiệm tương ứng 0,35 điểm Câu Đ/a B Câu 11 Đ/a A 10 A A C C D A A C C 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C C D B B B A A D Phần Tự luận Câu Vì dày có mơi trường axit, uống xođa NaHCO sẽ3 xảy phản ứng Khí CO2 sinh hấp thụ nhiệt thể thải qua đường hô hấp, làm giảm nhiệt độ thể, nên có tác dụng giải khát Câu CaCO3 → CaO + CO2 9,2kmol→ 8,74 kmol m = 489,44 kg Câu Than chì làm Cacbon nên thu hỗn hợp khí thu CO ,CO2 , O2 (dư có) Mhh khí = 33,4 ; nhh khí =0,05 mol Vậy nCO + nO2 = 0,05 - 0,015 = 0,035 mol → x + y = 0,035 (1) Ta có => 28x + 32y = 1,01 (2) Từ (1) (2) suy ra: x = 0,0275; y = 0,0075 Ta quy theo Oxi để tìm Al => nO = 0,0275 + 0,0075 + 0,015 = 0,0725 mol 1,12 lít -> 0,0725 mol 89,6 -> a mol a = 5,8 mol Al2O3 29/15 → 3O ← 5,8 mol Al 2O → 2Al 29/15 → 58/15 mol => mAl = 58/15 27 = 104,4 gam 0, Phụ lục Thiết kế kế hoạch dạy học Bài 26 Kim loại kiềm thổ hợp chất quan trọng kim loại kiềm thổ (Tiết 1) A Kim loại kiềm thổ I Mục têu học Kiến thức - HS nêu vị trí kim loại kiềm thổ bảng tuần hồn, tính chất vật lí kim loại kiềm thổ - HS giải thích được: Kim loại kiềm thổ kim loại có tính khử mạnh (phản ứng với phi kim, dung dịch axit, H2O) Kĩ - Rèn luyện kĩ thực thí nghiệm, kĩ quan sát, giải thích tượng thí nghiệm, kĩ giải tập kim loại kiềm thổ Thái độ - Tích cực, say mê học tập Định hướng hình thành phát triển lực - NLTNHH; NL giải vấn đề; NL tính tốn II Chuẩn bị Giáo viên: - Giáo án, phiếu học tập, giấy A0, bút - Dụng cụ thí nghiệm, hóa chất thí nghiệm Học sinh: Nghiên cứu trước nhà III Lựa chọn phương pháp dạy học - Phương pháp kĩ thuật dạy học: phương pháp hợp tác theo nhóm, phương pháp góc, sử dụng thí nghiệm, tập hóa học, sử dụng câu hỏi, kĩ thuật sơ đồ tư duy, kĩ thuật KWL IV Thiết kế hoạt động Hoạt động (5ph): Hoạt động khởi động Dưạ vào kiến thức em học, trải nghiệm sống, điền vào bảng sau (sử dụng kĩ thuật KWL) Họ tên: Lớp: Những điều em biết Những điều em muốn Những điều em học kim loại kiềm thổ biết kim loại kiềm thổ kim loại kiềm thổ (K) (W) (L) Dựa sở kiến thức mà em tìm hiểu được, xếp thông tin vào phiếu học tập số Phiếu học tập số Tên nhóm: Vị trí bảng Lớp: Tính chất vật lí Tính chất hóa học tuần hồn Hoạt động (35ph): Hoạt động hình thành kiến thức I Vị trí bảng tuần hồn, tính chất vật lí GV u cầu học sinh trả lời câu hỏi phiếu học tập số Phiếu học tập số Họ tên: Lớp: Câu Kim loại kiềm thổ gồm nguyên tố nào? Nêu vị trí kim loại kiềm thổ bảng tuần hồn, viết cấu hình electron lớp kim loại kiềm thổ? ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Câu Trình bày tính chất vật lí kim loại kiềm thổ? ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Câu Vì nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi, khối lượng riêng kim loại kiềm thổ không biến đổi theo quy luật định kim loại kiềm? ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… II Tính chất hóa học - Thực phương pháp dạy học theo góc - GV nêu tóm tắt mục tiêu, nhiệm vụ góc: góc phân tch, góc quan sát, góc trải nghiệm, góc vận dụng Yêu cầu HS lựa chọn góc phù hợp theo lực Hướng dẫn HS thực góc học tập theo nhóm, trật tự Góc phân tích Mục têu - Hiểu kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh Nhiệm vụ - Cá nhân nghiên cứu SGK 26: Kim loại kiềm thổ hợp chất quan trọng kim loại kiềm thổ - Chia công việc cho cá nhân (theo kĩ thuật khăn phủ bàn) hoàn thành Phiếu học tập số Phiếu học tập số Họ tên: St Tính chất hóa học Tác dụng với phi kim Nhóm: Phương trình hóa học phản ứng Tác dụng với axit Tác dụng với nước Lớp: Kết luận: Tính chất hóa học chung kim loại kiềm thổ Góc quan sát Mục têu: Tiến hành quan sát video thí nghiệm tnh chất hóa học kim loại kiềm thổ Nhiệm vụ Quan sát clip thí nghiệm.Thảo luận nhóm hồn thành Phiếu học tập số Phiếu học tập số Họ tên: Stt Tên video thí nghiệm Magie cháy oxi Magie tác dụng với axit HCl Magie tác dụng với axit HNO3 đặc Canxi tác dụng với nước Nhóm: Hiện tượng –Giải thích Lớp: u cầu -HS quan sát cách tiến hành thí nghiệm, tượng giải thích tượng Góc trải nghiệm Mục têu: Tiến hành làm thí nghiệm hướng dẫn giáo viên nhằm kiểm chứng lại số tính chất kim loại kiềm thổ Nhiệm vụ - HS nhóm thực thí nghiệm theo hướng dẫn GV PHT - Thống kết thảo luận nhóm hồn thành Phiếu học tập số Phiếu học tập số Họ tên: Stt Tên thí Cách tến hành nghiệm Magie Lấy Mg cho cháy vào muôi đồng đốt oxi lửa đèn cồn, sau đưa nhanh vào bình chứa oxi Magie Lấy 10ml dung dịch tác dụng axit HCl cho vào ống với axit nghiệm Sau cho HCl Mg vào ống nghiệm Magie Lấy 10ml dung dịch tác dụng axit HNO3 đặc cho với axit vào ống nghiệm Sau HNO3 cho Mg vào ống đặc nghiệm, nút bơng tẩm dung dịch NaOH lên miệng ống Canxi Lấy mẩu Ca cho tác dụng vào bình tam giác với nước chứa nước Sau nhỏ vài giọt dung dịch phenolphtalein vào Nhóm: Lớp: Hiện tượng –Giải thích Góc vận dụng Mục tiêu: Từ kiến thức chuẩn bị trước áp dụng hoàn thành tập Nhiệm vụ: trao đổi nhóm, hồn thành Phiếu học tập số Phiếu học tập số Họ tên: Nhóm: Lớp: Câu Hồn thành phương trình hóa học phản ứng sau: 1.Ca + O2→ Ba + H2SO4, loãng → Ca + HNO3, đặc → Ca + H2O → Câu Cho gam kim loại thuộc nhóm IIA tác dụng hết với dung dịch HCl tạo 5,55 gam muối clorua Xác định tên kim loại? Câu a Nêu ứng dụng kim loại kiềm thổ? b Nêu phương pháp dùng để điều chế kim loại kiềm thổ? Câu Tại khơng dùng nước bình cứu hỏa để dập tắt đám cháy Magie? Câu Vai trò canxi thể sống? Cần bổ sung canxi nào? Chú ý: Học sinh di chuyển theo chiều góc phân tích → góc quan sát → góc trải nghiệm → góc áp dụng Thời gian di chuyển lần phút, thời gian làm việc góc  Tổng kết - GV yêu cầu đại diện nhóm HS lên trình bày sản phẩm học tập - GV yêu cầu HS khác lắng nghe, đánh giá sản phẩm học tập nhóm nhóm khác - Giáo viên trình chiếu đáp án để học sinh so sánh tự đánh giá - GV tổng kết lại học sơ đồ tư (máy chiếu) giúp HS khái quát lại kiến thức trọng tâm cần nắm Phụ lục Hình ảnh thực nghiệm ... nội dung chương Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm Hóa học lớp 12 trung học phổ thông 33 2.1.1.Đặc điểm vị trí chương Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm hóa học lớp 12 trung học phổ thơng... điều tra 27 TIỂU KẾT CHƯƠNG CHƯƠNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM HÓA HỌC THÔNG QUA DẠY HỌC CHƯƠNG KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ, NHÔM CHO HỌC SINH LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG 33 2.1.Phân... khoa học, phát triển NLTN hóa học Trên sở chúng tơi chọn đề tài: Phát triển lực thực nghiệm hóa học thơng dạy học chương Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm cho học sinh lớp 12 trung học phổ