Phương pháp giải các bài toán hóa học vô cơ lớp 12 Trung học phổ thông : Luận văn ThS. Giáo dục học: 60 14 10

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC LƢƠNG THỊ BÌNH PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TỐN HỐ HỌC VƠ CƠ LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Chuyên ngành: Lý luận phƣơng pháp dạy học (Bộ mơn Hố học) Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM HOÁ HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS VŨ NGỌC BAN HÀ NỘI - 2011 DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN BT : Bài tập BTHH : Bài tốn hóa học dd : Dung dịch đktc : Điều kiện tiêu chuẩn ĐC : Đối chứng ĐLBT : Định luật bảo toàn HS : Học sinh GV : Giáo viên THPT : Trung học phổ thông TN : Thực nghiệm TNSP : Thực nghiệm sư phạm PTPƯ : Phương trình phản ứng MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Lịch sử nghiên cứu Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Mẫu khảo sát Vấn đề nghiên cứu Giả thuyết nghiên cứu Phương pháp chứng minh luận điểm 9.Đóng góp đề tài 10 Cấu trúc luận văn Chƣơng 1: BÀI TẬP HÓA HỌC VÀ BÀI TỐN HĨA HỌC VƠ CƠ 1.1 Bài tập hóa học 1.1.1 Ý nghĩa, tác dụng tập hóa học 1.1.2 Phân loại tập hóa học 1.1.3 Xu hướng phát triển tập hóa học giai đoạn 1.1.4 Bài tốn hóa học tình hình giải tốn hóa học học sinh THPT 1.2 Phương pháp chung giải toán hoá học THPT 1.2.1 Những công thức cần thiết giải tốn hóa học 10 1.2.2 Quan hệ số mol chất phản ứng 11 1.2.3 Phương pháp chung giải tốn hóa học 13 1.3 Áp dụng định luật bảo toàn hóa học sử dụng phương trình ion rút gọn để giải nhanh tốn hóa học 20 1.3.1 Định luật bảo toàn khối lượng 20 1.3.2 Định luật bảo toàn nguyên tố 21 1.3.3 Định luật bảo tồn điện tích 22 1.3.4 Định luật bảo toàn số mol electron 23 1.3.5 Sử dụng phương trình ion thu gọn 24 Tiểu kết chương 26 Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TỐN HĨA HỌC 27 VƠ CƠ LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1 Các ý giải tốn hóa học vơ 27 2.2 Giới thiệu chương trình hóa học vơ lớp 12 (chương trình nâng cao) 29 2.3 Phân loại tốn hóa học vơ lớp 12 31 2.4 Bài toán phản ứng kim loại 33 2.4.1 Bài toán kim loại tác dụng với phi kim 33 2.4.2 Bài toán kim loại tác dụng với axit 39 2.4.3 Bài toán kim loại tác dụng với dung dịch muối 52 2.4.5 Bài toán kim loại tác dụng với nước dung dịch kiềm 60 2.5 Bài toán phản ứng hợp chất kim loại 66 2.5.1 Bài toán phản ứng hiđroxit kim loại kiềm kim loại kiềm thổ với CO2 (hoặc SO2) 66 2.5.2 Bài toán phản ứng muối cacbonat(CO 32 ; HCO 3 )với 73 dung dịch axit HCO 3 với dung dịch kiềm 2.5.3 Bài toán phản ứng thể tính lưỡng tính Al 2O3, Al(OH)3, Zn(OH)2… 81 2.5.4 Bài toán phản ứng nhiệt luyện 89 2.5.5 Bài toán điện phân hợp chất kim loại 97 2.6 Các tốn hóa học tổng hợp 106 2.7 Lựa chọn sử dụng toán hóa học dạy học hóa học 108 2.7.1 Sử dụng BTHH việc hình thành kiến thức 109 2.7.2 Sử dụng BTHH để vận dụng, củng cố kiến thức kĩ năng, mở rộng đào sâu kiến thức ( luyện tập, ôn tập) 110 2.7.3 Sử dụng BTHH nhằm kiểm tra, đánh giá mức độ vận dụng kiến thức học sinh (trong kiểm tra ) 111 Tiểu kết chương 118 119 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 119 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 119 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 119 3.2 Quá trình tiến hành thực nghiệm sư phạm 119 3.2.1 Chuẩn bị cho trình thực nghiệm 119 3.2.2 Tiến hành thực nghiệm 120 3.2.3 Kết kiểm tra 120 3.2.4 Xử lý kết thực nghiệm sư phạm 121 3.2.5 Tính tham số đặc trưng thống kê 125 3.2.6 Phân tích kết thực nghiệm 125 Tiểu kết chương 126 127 KẾT LUẬN CHUNG 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong dạy học hóa học, nâng cao chất lượng dạy học phát triển lực nhận thức học sinh nhiều biện pháp phương pháp khác nhau.Trong đó, giải tập hóa học với tư cách phương pháp dạy học, có tác dụng tích cực đến việc giáo dục, rèn luyện phát triển tư học sinh Trong thực tiễn dạy học hóa học trường phổ thơng, tốn hóa học giữ vai trị quan trọng, vừa nội dung vừa phương pháp dạy học hiệu quả, khơng cung cấp cho học sinh kiến thức mà mang lại niềm vui cho học sinh trình giải tốn hóa Hiện hình thức kiểm tra trắc nghiệm khách quan triển khai thực số sách viết giải tốn hóa học tăng lên đáng kể Các sách có kết cấu giống chia thành nhiều cách giải cách giải dựa vào định luật bảo tồn hóa học (định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo tồn điện tích, định luật bảo tồn ngun tố, định luật bảo toàn electron ), phương pháp tăng giảm khối lượng, phương pháp trung bình,phương pháp đường chéo, phương pháp qui đổi v.v.Nhiều phương pháp đưa gây khó khăn cho người đọc em học sinh Qua q trình nghiên cứu chúng tơi nhận thấy việc giải tốn thực theo phương pháp chung dựa vào quan hệ số mol chất phản ứng dựa vào công thức biểu thị quan hệ số mol chất với đại lượng thể tích, khối lượng, nồng độ, chất Quan hệ số mol chất phản ứng dễ dàng thiết lập viết phương trình phản ứng, cịn số cơng thức cần sử dụng không nhiều (4- công thức) việc giải BTHH theo phương pháp đơn giản, dễ sử dụng học sinh Trong hóa học phổ thơng tốn hóa vơ phong phú đa dạng, đặc biệt BTHH phần hóa vơ lớp 12 Vì lí chúng tơi chọn đề tài nghiên cứu: "Phương pháp giải tốn hóa học vơ lớp 12 trung học phổ thơng „ Ý nghĩa lí luận đề tài Đề tài nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ phương diện lý luận tâm lý học dạy học đổi phương pháp dạy học hóa học trường trung học phổ thông Ý nghĩa thực tiễn đề tài Kết nghiên cứu đề tài làm tài liệu học tập quí cho em học sinh THPT tài liệu tham khảo tốt cho giáo viên giảng dạy mơn hóa học trường trung học phổ thơng Lịch sử nghiên cứu Đã có nhiều tác giả nghiên cứu phương pháp giải BTHH chưa đưa phương pháp chung, có tính hệ thống dễ sử dụng học sinh Vì vậy, chúng tơi nghiên cứu phương pháp chung giải tốn hóa học, kết hợp với định luật bảo tồn, phương trình ion để giải BTHH góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa học Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu đề xuất phương pháp chung giải tốn hóa học, giúp học sinh thống cách giải áp dụng cho hầu hết tốn hóa vơ 3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu Để thực mục tiêu trên, nhiệm vụ nghiên cứu đề sau: - Nghiên cứu, tổng hợp tài liệu: Đọc , tìm hiểu, phân tích, tổng hợp - Quan sát : + Tình hình giải tốn hóa học học sinh phổ thơng + Hứng thú học sinh học phương pháp giải tốn hóa học vơ lớp 12 - Xây dựng phương pháp chung giải tốn hóa học vơ - Xây dựng hệ thống tốn hóa học vô lớp 12 - Điều tra: Phát phiếu điều tra hứng thú học sinh với phương pháp giải tốn hóa vơ - Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá chất lượng, tính hiệu đề tài Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu đề xuất phương pháp chung giải tập hóa học THPTphần hóa vơ lớp 12 Mẫu khảo sát - Học sinh lớp 12 trường THPT Vấn đề nghiên cứu Lựa chọn sử dụng phương pháp chung giải tập hóa học THPT để học sinh áp dụng giải dễ dàng hầu hết tốn hóa vơ ? Giả thuyết nghiên cứu Khả ứng dụng phương pháp chung giải tốn hóa học vơ trường THPT khả quan Áp dụng phương pháp học sinh giải dễ dàng hầu hết tốn hóa vơ Mặt khác học sinh giáo viên thống phương pháp giải cơng việc giảng dạy thuận lợi góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa học phổ thông Phƣơng pháp chứng minh luận điểm Các phương pháp nghiên cứu sử dụng luận văn Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: - Phương pháp thu thập xây dựng nguồn tài liệu - Phương pháp phân tích tổng hợp lí thuyết nguồn tài liệu thu Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: - Quan sát, điều tra thực trạng việc giải tập hóa học nói chung hóa học vơ nói riêng - Phương pháp thực nghiệm sư phạm phương pháp thống kê toán học khoa học giáo dục để đánh giá chất lượng, tính khả thi đề tài Đóng góp đề tài Đưa phương pháp chung giải toán hóa học đơn giản, dễ sử dụng học sinh THPT Phân loại tốn hóa vơ lớp 12, phân tích cách sử lí, đưa nhận xét giúp giải nhanh dạng nêu 10 Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận khuyến nghị, danh mục tài liệu tham khảo, phụ lục, luận văn trình bày chương: Chương 1: Bài tập hóa học tốn hóa học vô Chương 2: Phương pháp giải tốn hóa học vơ lớp 12 trung học phổ thông Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Chƣơng 1: BÀI TẬP HĨA HỌC VÀ BÀI TỐN HĨA HỌC VƠ CƠ 1.1 Bài tập hóa học 1.1.1 Ý nghĩa, tác dụng tập hóa học Bài tập hóa học dạng làm gồm toán, câu hỏi, đồng thời toán câu hỏi, mà hoàn thành chúng, học sinh nắm tri thức hay kỹ định hồn thiện chúng Trong q trình dạy học trường THCS hay THPT khơng thể thiếu tập hóa học Bài tập hóa học biện pháp quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học, giữ vững vai trị lớn lao việc thực mục tiêu đào tạo: Nó vừa mục đích, vừa nội dung, lại phương pháp dạy học hiệu nghiệm Bài tập hóa học khơng cung cấp cho học sinh kiến thức mà đường giành lấy kiến thức hứng thú say mê học tập Bài tập hóa học có ý nghĩa vai trò quan trọng việc thực nhiệm vụ trí dục, đức dục giáo dục kỹ thuật tổng hợp a Tác dụng trí dục - Bài tập hóa học có tác dụng giúp cho học sinh hiểu sâu kiến thức ,khái niệm, tính chất học, củng cố kiến thức học cách thường xuyên hệ thống kiến thức cách có hiệu - Ơn tập hệ thống hóa kiến thức cách tích cực nhất, đào sâu, mở rộng hiểu biết cách sinh động, phong phú không làm cho học sinh buồn chán học môn hóa học - Bài tập hóa học thúc đẩy thường xuyên rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cần thiết hóa học cho học sinh - Bài tập hóa học tạo điều kiện cho học sinh phát triển lực tư như: Phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, hệ thống hóa, suy luận b Tác dụng đức dục - Qua việc giải tập hóa học học sinh rèn luyện phẩm chất nhân cách như: tính kiên nhẫn, trung thực, tính khoa học tính độc lập, sáng tạo sử lí tình tập