SKKN: ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY – GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC 10 GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH

SKKN: ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY – GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC 10 GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ Theo tôi: Đổi mới phương pháp dạy học phải được hiểu là vận dụng sáng tạo các phương pháp, các biện pháp, thủ pháp dạy học phù hợp với từng đối tượng, nội dung, chương trình, điều kiện dạy học… nhằm làm cho người học chủ động, sáng tạo trong quá trình tự tiếp thu tri thức và xử lý tri thức… Việc xây dựng bài tập nhận thức, bài tập phát triển tư duy là phương tiện hữu hiệu trong dạy học hóa học ở trường phổ thông: - Bài tập là nguồn để hình thành, rèn luyện, củng cố, kiểm tra kiến thức, kỹ năng cho học sinh. - Bài tập hóa học giúp học sinh mở rộng, nâng cao kiến thức… - Bài tập hóa học giúp học sinh vận dụng được kiến thức đã học vào thực tế… - Bài tập hóa học giúp giáo viên rèn nhân cách cho học sinh: tính chủ động, sáng tạo, kiên trì, cẩn thận… - Bài tập hóa học còn đặc biệt giúp học sinh phát triển tư duy, độc lập sáng tạo… - Nếu không chú trọng rèn luyện tư duy cho học sinh thì kiến thức học sinh tiếp thu sẽ rất nhanh quên, rất nông và hời hợt… - Nếu học sinh không được thực hành lý thuyết đã học trên bài tập nhận thức và tư duy thì hứng thú và niềm tin khoa học sẽ rất khó được hình thành.Như vậy các em sẽ không hiểu được vấn đề, không có kỹ năng giải toán, không có khả năng nhanh nhạy, không phát huy được trí thong minh dẫn đến kết quả học tập không cao… - Là giáo viên có thời gian công tác chưa nhiều, kinh nghiệm còn ít xong với việc lựa chọn, sắp xếp các dạng bài tập cùng với sự hướng dẫn của mình tôi thấy 1 việc rèn luyện khả năng tư duy, sáng tạo cho học sinh khối 10 thông qua các bài tập, đặc biệt bài tập dạng tự luận qua học kì I đã bước đầu phát huy hiệu quả. Từ đó học sinh có khả năng phát hiện và giải quyết nhanh các dạng bài tập trắc nghiệm khách quan trong các đề thi tốt nghiệp THPT và đại học, cao đẳng… PHẦN II. NỘI DUNG - Mục tiêu các cấp học đều hướng tới việc hình thành năng lực nhận thức, năng lực hành động, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực thích ứng cho học sinh… - Bồi dưỡng năng lực tư duy, sáng tạo cho học sinh là một quá trình liên tục, phức tạp trải qua nhiều giai đoạn, nhiều mức độ khác nhau. 1. Thực trạng: Các học sinh khi học ở trường THCS đã quen với việc làm các bài tập tự luận thuần túy để tham gia các bài kiểm tra và các bài thi theo kiểu tự luận vì vậy thường được các thầy, cô giáo giảng dạy định hình cho mình một kiểu mẫu hoặc “phom” để diễn tả cách giải bài tập của mình, số lượng bài tập trong một đề kiểm tra hoặc đề thi là rất ít và nếu cho các dạng bài tập mà chưa được thầy, cô giáo đưa mẫu thì lại không làm được hoặc không biết trình bày ý tưởng của mình thế nào, khả năng tư duy suy luận chưa nhanh nhạy, khả năng thích ứng với các bài kiểm tra trắc nghiệm không cao dẫn đến kết quả các bài kiểm tra thấp. 2. Một số giải pháp: * Thứ nhất: - Trong các hoạt động học tập nhận thức cần nâng dần từng bước ở mức độ từ thấp đến cao… - Yêu cầu học sinh tích cực tư duy sáng tạo và độc lập suy nghĩ… * Thứ hai: - Cần rèn luyện cho học sinh nâng dần các hoạt động từ dễ đến khó. - Biết vận dụng kiến thức, tổng hợp kiến thức cũ và phát hiện, xây dựng kiến thức mới… Để rèn tư duy sáng tạo cho học sinh trước hết phải: 2 a. Hình thành cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản vững vàng và sâu sắc. Đó là hình thành cho học sinh các khái niệm, các định luật, các tính chất, các quy luật…về cấu tạo chất, phản ứng hóa học từ đó hình thành phương pháp giải các bài tập… b. Rèn luyện cho học sinh khả năng tư duy logic chính xác. Học sinh thông qua các thao tác: Quan sát, phân tích, tổng hợp và dựa vào bản chất hóa học của vấn đề để tìm ra cách giải quyết ngắn gọn, sáng tạo. VD: - Tôi yêu cầu HS phải nắm được hệ thống các công thức tính toán. - Sau đó tôi tự cho HS ra đề theo lời dẫn của mình như: Hòa tan 5,58 gam NaCl vào 200 ml nước thu được dung dịch A. Từ đó HS phải định hình xem liệu NaCl có tác dụng với nước hay không? (kiến thức cũ) và tư duy xem với dữ liệu như vậy đề bài sẽ hỏi vấn đề gì? Khi HS tự đặt ra câu hỏi (tính khối lượng dung dịch A, Tính C M của NaCl, Tính C% của NaCl, Tính khối lượng riêng dung dịch A…) tức là HS đã có cách giải từ đó khi đọc một đề bài thì HS có thể thích ứng với các loại cách hỏi và kiểu hỏi của đề thi. VD1: Cho hỗn hợp X gồm FeO và Fe 2 O 3 có khối lượng 30,4 gam. Nung hỗn hợp X với 28 gam CO trong bình kín. Sau phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp khí Y có khối lượng 36 gam và m gam kim loại. Tính m và xác định thành phần % thể tích hỗn hợp khí. Cách 1. - Gọi số mol FeO, Fe 2 O 3 lần lượt là a và b (a, b > 0 ). - Viết 2 phương trình phản ứng. - Tính số mol CO tham gia phản ứng ở từng phương trình theo a, b. - Tính tổng số mol CO 2 sinh ra. - Lập phương trình bậc nhất 2 ẩn theo khối lượng của 2 oxit sắt. - Lập phương trình bậc nhất 2 ẩn theo khối lượng của 2 oxit cacbon. 3 - Giải hệ phương trình tìm ra: a = 0,2 mol, b = 0,1 mol. - Tính được khối lượng sắt theo 2 phản ứng: m = 56.(a + 2b ) = 22,4 gam. - Tính được số mol CO dư = 0,5 mol, số mol CO 2 tạo thành là 0,5 mol. Cách 2. Học sinh đọc đề bài và phân tích, nhận xét: + Độ tăng khối lượng của khí = khối lượng oxi lấy từ 2 oxit. + m O = 36 -28 = 8 gam. Vậy 30,4 – 8 = 22,4 gam. + n O = 8/16 = 0,5 mol. CO + O → CO 2 0,5←0,5←0,5 VD 2: Cho 1,53 g hỗn hợp Mg, Fe, Al tác dụng vừa đủ 200ml dung dịch H 2 SO 4 thu được 672 ml khí H 2 ( ở đktc) và dung dịch X. 1. Tính khối lượng muối thu được. 2. Tính thể tích dung dịch NaOH 2M cần tác dụng với Xđể được kết tủa lớn nhất? Tính lượng kết tủa đó? Cách 1. Mg + H 2 SO 4 → MgSO 4 + H 2 ↑ x → x x x mol 2Al + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 ↑ y → 1,5y 0,5y 1,5y mol Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 ↑ z → z z z mol 1. + Tính số mol H 2 = x + 1,5y + z = 0,03 + m muối = x.( 24 + 96) + 0,5y.(2.27 + 3.96) + z.(56 + 96) = (x.24 +y.27 +z.56) +(x + 1,5y + z). 96 = 1,53 + 0,03.96 = 4,41 gam. 2. MgSO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + Mg(OH) 2 ↓ x → 2x x mol Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH → Na 2 SO 4 + Al (OH) 3 ↓ 0,5y → 3y y mol FeSO 4 +2NaOH → Na 2 SO 4 + Fe(OH) 2 ↓ 4 Z → 2z z mol + Tính số mol NaOH = 2x +3y + 2z = 2.( x + 1,5y + z ) = 0,06 mol. + V NaOH = 0,06/2 = 0,03 lít. + m ↓ = x.( 24 + 2.17 ) + y.( 27 + 3.17) z.( 56 + 2.17) = ( x.24 + y.27 + z.56) + 2.( x + 1,5y + z ).17 = 1,53 + 1,02 = 2,55 gam. Cách 2. Coi hỗn hợp các kim loại là kim loại A có hóa trị n. 2A + nH 2 SO 4 → A 2 (SO 4 ) n + nH 2 ↑ a → 0,5na 0,5a 0,5na mol 1. + số mol H 2 = 0,5na = 0,03 → na = 0,06 + khối lượng muối = 0,5a.( 2.M A + 96n) = 1,53 + 2,88 = 4,41 gam. 2. A 2 (SO 4 ) n + 2nNaOH → nNa 2 SO 4 + 2A((OH) n ↓ 0,5a → na 0,5na a mol + Tính số mol NaOH = na = 0,06 mol → V NaOH = 0,06/2 = 0,03 lit. + m ↓ = a.( M A + 17n) = 1,53 +0,06.17 = 2,55 gam. Cách 3. H 2 ← H 2 SO 4 → SO 4 2- → 2OH - 0,03 → 0,03 → 0,03 → 0,06 mol 1. m muối = m kim loại + m gốc axit = 1,53 + 0,03.96 = 4,41 gam. 2. + n NaOH = n OH = 0,06 mol → V NaOH = 0,06/ 2 = 0,03 lit. +m ↓ = m kim loại + m OH = 1,53 + 0,06.17 = 2,55 gam. *Nhận xét: Nếu giáo viên hướng dẫn học sinh biết dùng nguyên lý bảo toàn nguyên tử các nguyên tố và bảo toàn điện tích ta có thể đơn giản cách tính mà không phải tính riêng lẻ cho từng phản ứng. Như vậy tư duy logic, độ chính xác được phát triển, thể hiện một học sinh biết đi sâu vào bản chất hóa học của bài toán chứ không chú trọng vào tính toán. c. Rèn luyện năng lực tư duy khái quát trong bài tập. - Năng lực khái quát cao là khả năng phát hiện những nét chung bản chất của nhiều vấn đề, nhiều đối tượng…để đưa ra vấn đề đó về một kiểu nhất định. 5 - Trong giải bài tập hóa học khả năng khái quát thể hiện ở năng lực học sinh biết phân dạng bài tập hóa học và biết tìm phương pháp giải chung cho từng dạng bài tập. d. Rèn luyện khả năng độc lập tư duy suy nghĩ. - Là khả năng biết tự đặt vấn đề, giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết vấn đề, không thỏa mãn với những cái có sẵn, luôn luôn tìm ra cách giải quyết mới ngay cả trong những bài tập quen thuộc. VD. Từ 80 tấn quặng Pirit chứa 40% S sản xuất được 92 tấn axit sunfuric. Tính hiệu suất của quá trình. Cách 1. + Viết 3 phương trình phản ứng ( từ FeS 2 ). + Tính khối lượng S có trong 80 tấn FeS 2 . + Từ các phương trình phản ứng tính số mol SO 2 , SO 3 , và H 2 SO 4 từ đó tính khối lượng H 2 SO 4 theo lý thuyết. Sau đó dựa vào khối lượng thực tế thu được tính hiệu suất. Cách 2. Lập sơ đồ chuyển hóa của S. FeS 2 → 2SO 2 → 2SO 3 → 2H 2 SO 4 1mol 2mol 2mol 2mol Từ đó suy ra số mol H 2 SO 4 = 2 số mol FeS 2 rồi suy ra khối lượng H 2 SO 4 . Sau đó tính hiệu suất. e. Rèn luyện tư duy sáng tạo, linh hoạt thông qua việc tìm các cách giải của một số bài tập. VD1. Cho 10,8 gam một kim loại A tác dụng với clo dư thu được 53,4 gam muối ACl 3 . Xác định kim loại. Cách 1. Viết phương trình phản ứng : 2A + 3Cl 2 → 2ACl 3 n A =10,8/M A mol. Suy ra số mol của ACl 3 = n A = 10,8/M A . Từ đó dựa vào khối lượng muối tính được M A = 27 → A là Al. Cách 2. Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng:Do kim loại phản ứng hết nên ta có : m kim loại + m Cl phản ứng = m muối . Từ đó tính n Cl = 0,12 mol → n A = n Cl /3 = 0,4 mol → M A = 27. 6 VD2. Hãy sắp xếp các loại phân đạm sau đây theo thứ tự hàm lượng đạm ( %N) tăng dần: NH 4 NO 3 ; (NH 4 ) 2 SO 4 ; (NH 2 ) 2 CO ; Ca(NO 3 ) 2 . Cách 1. Tính %N của từng chất rồi sắp xếp. Cách 2. Từ công thức các chất trên ta nhận thấy các phân tử muối đều có 2 nguyên tử N, vì vậy chất nào có phân tử khối nhỏ nhất sẽ có %N lớn nhất và ngược lại nên ta dễ dàng xếp được thứ tự đúng. VD3. Phân tích một khối lượng hợp chất M, người ta nhận thấy thành phần khối lượng của nó co 50%S và 50%O. Công thức của hợp chất M là: A. SO 2 B. SO 3 C. SO 4 D. S 2 O 3 Cách 1. Tính %S của từng chất rồi tìm ra SO 2 . Cách 2. Ta thấy M S = 32 = 2M O . Từ công thức các chất trên ta tìm ra phân tử SO 2 . VD4. Cho các chất: Cu 2 S, CuS, CuO, Cu 2 O. Hai chất có phần trăm khối lượng Cu bằng nhau là: A. Cu 2 S và Cu 2 O B. CuS và CuO C. Cu 2 S và CuO D. không có cặp chất nào. Cách 1. Tính %Cu của từng chất rồi tìm ra đáp án C. Cách 2. Ta thấy M Cu =2M S = 4M O . Từ công thức các chất trên ta tìm ra đáp án C. VD5. Cho các chất: CO 2 , CO, MgO, MgCO 3 . Hai chất có phần trăm khối lượng oxi bằng nhau là: A. MgO và CO B. CO 2 và MgCO 3 C. MgCO 3 và CO D. không có cặp chất nào. Cách 1. Tính %O của từng chất rồi tìm ra đáp án C. Cách 2. Ta thấy M Mg = 2M C . Từ công thức các chất trên ta tìm ra đáp án C. VD6. Cho luồng khí CO dư đi qua ống sứ chứa 5,64 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 nung nóng. Sau phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp khí A. Cho A đi qua dung dịch Ca(OH) 2 dư thu được 8 gam kết tủa. Tính khối lượng Fe thu được. 7 Cách 1. Học sinh sẽ đặt số mol các chất bằng các ẩn. Sau đó viết phương trình phản ứng. Từ đó tính rất phức tạp mới ra kết quả. Thậm chí nếu giải toán không khéo thì học sinh sẽ không giải được. Cách 2. Nhận xét n O trong oxit = n CO = n CO2 = n CaCO3 = 0,08 mol. → m O = 16. 0,08 = 1,28 gam → m Fe = 5,64 – 1,28 = 4,36 gam. f. Phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua việc hướng dẫn học sinh có thể tự ra đề, tự giải, tự kiểm tra và tránh được các bẫy trong giải bài tập hóa học. Việc cho học sinh tự ra đề, tự giải, tự kiểm tra nhằm phát huy sự sáng tạo và hiểu kiến thức một cách theo đúng bản chất và học sinh phải có kỹ năng xử lý thông tin một cách nhanh nhạy, chính xác. Ngoài ra khi học sinh đã nắm được bản chất của quá trình diễn biến hóa học thì học sinh sẽ không mắc phải các bẫy. VD. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp C 2 H 4 , C 3 H 6 , C 4 H 8 , C 5 H 10 thu được 16,8 lit khí CO 2 ở điều kiện tiêu chuẩn. Tính m. Cách 1. Học sinh sẽ đặt số mol các chất thành 4 ẩn số. Như vậy bài toán sẽ rất dài và phức tạp, thậm chí nếu học sinh không có phương pháp giải toán chính xác thì sẽ không ra kết quả chinh xác. Có thể coi là học sinh dã mắc bẫy. Cách 2. Ta thấy khi đốt cháy anken ta luôn thu được: Số mol CO 2 = số mol H 2 O = 0,75 mol Từ đó m hỗn hợp = m C + m H = 0,75.12 + 0.75.2 = 10,5 gam. g. Phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh gắn liền với việc rèn luyện phong cách làm việc khoa học. Giải bài tập hóa học là một hoạt động trí tuệ, kết quả của hoạt động này phụ thuộc vào năng lực tư duy và năng lực tổ chức hoạt động trí tuệ một cách khoa học và có hiệu quả. 8 Các bước để giải một bài tập hóa học: Bước 1. Định hướng: + Học sinh phải đọc thật kĩ đề bài toán hóa học: đề bài cho biết gì, cần giải quyết vấn đề gì? + Tóm tắt bài toán. + Phân tích dề bài để chỉ ra đâu là nội dung hóa học, đâu là nội dung bài toán. Bước 2. Tiến hành: + Học sinh xử lý các thông tin của đề bài cùng với việc suy luận một cách logic dựa trên các dữ kiện bài toán. + Áp dụng các kiến thức, kỹ năng đã học để giải quyết vấn đề. Bước 3. Kiểm tra lại: Kiểm tra lại các phương trình phản ứng, các suy luận và khẳng định đáp án. Trong học kì I vừa qua tôi đã áp dụng hệ thống bài tập này cho HS lớp 10C 1 và 10C 2 thấy kết quả rất khả quan đặc biệt là khả năng tư duy suy luận của các em đã được nâng cao, khi tung các bài kiểm tra trắc nghiệm dạng như đề thi TN THPT và đại học, cao đẳng với số lượng câu hỏi nhiều thấy HS đã chủ động sử dụng các phương pháp giải toán hóa học một cách linh động Cụ thể thống kê kết quả bài KTHK I: Điểm 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9- 10 Tổng Lớp 10C 1 0 0 0 0 2 1 4 12 23 6 48 Lớp 10C 2 0 0 0 0 3 2 6 14 19 4 48 Lớp 10C 3 (ĐC) 0 0 0 1 7 11 17 9 3 0 48 PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ. 9 Trong thực tế chúng ta thấy rằng nếu giờ học nào mà học sinh được luyện tập nhiều thì học sinh sẽ tiếp thu kiến thức tốt và vững vàng hơn. Vấn đề đặt ra cho chúng ta là làm thế nào để kết hợp việc trang bị kiến thức mới đồng thời chú trọng vào việc rèn luyện khả năng tư duy của học sinh thì các em sẽ hiểu , nhớ và vận dụng kiến thức đó một cách tốt nhất. Từ đó học sinh sẽ hệ thống hóa, mở rộng, nâng cao kiến thức và kỹ năng. Vì vậy bài tập rèn luyện khả năng tư duy và trí thông minh cho học sinh có tầm quan trọng rất lớn trong việc rèn luyện tính chủ động, sáng tạo, khả năng tư duy và niềm tin yêu khoa học vào bộ môn Hóa học. Tôi hi vọng chúng ta có thể xây dựng được hệ thống bài tập có chất lượng cao nhằm phát huy khả năng tư duy suy luận của học sinh đặc biệt là các học sinh mới vào lớp 10 để các em có tiền đề cho các năm học tiếp theo và đạt kết quả cao trong các kì thi TN THPT và Đại học, cao đẳng. …………., ngày … tháng … năm 20… Người viết 10