Phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh thông qua hệ thống bài tập hóa học có liên quan đến thực tiễn và môi trường (phần hóa học vô cơ ở trung học phổ thông)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC  - ĐẶNG THỊ THANH GIANG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NHẬN THỨC VÀ TƢ DUY CHO HỌC SINH THÔNG QUA HỆ THỐNG BÀI TẬP HỐ HỌC CĨ LIÊN QUAN ĐẾN THỰC TIỄN VÀ MƠI TRƢỜNG (PHẦN HỐ HỌC VƠ CƠ Ở TRUNG HỌC PHỔ THÔNG) LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM HOÁ HỌC Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC HOÁ HỌC HÀ NỘI - 2010 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC  - ĐẶNG THỊ THANH GIANG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NHẬN THỨC VÀ TƢ DUY CHO HỌC SINH THÔNG QUA HỆ THỐNG BÀI TẬP HỐ HỌC CĨ LIÊN QUAN ĐẾN THỰC TIỄN VÀ MƠI TRƢỜNG (PHẦN HỐ HỌC VƠ CƠ Ở TRUNG HỌC PHỔ THƠNG) LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM HỐ HỌC Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC HOÁ HỌC Mã số: 60.14.10 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Đặng Thị Oanh HÀ NỘI - 2010 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 Lý chọn đề tài .6 Mục đích , nhiệm vụ đề tài .8 Khách thể nghiên cứu đối tượng nghiên cứu Vấn đề nghiên cứu Giả thuyết khoa học Phương pháp nghiên cứu iểm luận văn 10 Ch-¬ng 1: c¬ sở Lí LUN V thực tiễn Vấn Đề Phát triển lực nhận thức t- thông qua hệ thống tập hoá học có liên quan đến thực tiễn môI tr-ờng 11 1.1 Cơ sở lý luận nhận thức : 11 1.1.1 Khái niệm nhận thức .11 1.1.1.1 Nhận thức cảm tính (cảm giác tri giác) 11 1.1.1.2 Nhận thức lí tính (tư tưởng tượng) 11 1.1.1.3 Quan điểm nhà tâm tí học Jean Piaget phát triển lực nhận thức [7], [34],[64] 12 1.1.1.4 Mơ hình trình nhận thức 13 1.1.1.5 Giải pháp để phát triển lực nhận thức 13 1.1.2.Vấn đề phát triển tư 14 1.1.2.1.Tư ? 14 1.1.2.2.Tư trí tuệ góc độ giáo dục 14 1.1.2.3 Tìm hiểu số kỹ nhận thức tư .17 1.1.2.4.Tầm quan trọng việc phát triển tư 18 1.1.2.5 Các thao tác tư phương pháp lôgic 18 1.1.2.6 Những hình thức tư .20 1.1.3 Tư hóa học - Đánh giá trình độ phát triển tư học sinh 22 1.1.3.1 Tư hóa học 22 1.1.3.2 Đánh giá trình độ phát triển tư học sinh 23 1.2 Bµi tập hoá học - tập hoá học thực tiễn mơi trường .31 1.2.1 Bài tập hố học 31 1.2.1.1 CÊu tróc cđa mét bµi tËp, hƯ bµi tËp .31 1.2.1.2 Tác dụng tập hãa häc 31 1.2.1.3 Ph©n loại tập hoá học 32 1.2.2 Bài tập hố học có nội dung liên quan đến thực tiễn môi trường 32 1.2.2.1 Khái niệm tập hoá học thực tiễn v môi tr-ờng 32 1.2.2.2 Vai trò, chức tập hoá học thực tiễn môi tr-ờng 33 1.3 Xu hướng phát triển tập hóa học 33 1.4 Quan hệ tập hóa học với việc phát triển lực nhận thức học sinh .34 1.5.Tình hình sử dụng BTHH có nội dung liên quan đến thực tiễn , môi trường 35 Ch-¬ng Mét sè biện pháp phát triển lực nhận thức t- cho học sinh thông qua hệ thống tập hoá học thực tiễn môi tr-ờng 38 Tầm quan trọng vấn đề phát triển lực nhận thức tư cho người học thông qua hệ thống tập hố học thực tiễn mơi trường 38 2.2 Một số nguyên tắc xây dựng tập thực tiễn mơi trường 39 2.3 Quy trình lựa chọn xây dựng hệ thống tập thực tiễn môi trường 41 2.4 Mét số biện pháp phát triển lực nhận thức t- cho học sinh thông qua tập hoá học thực tiễn môi tr-ờng 42 2.4.1- Rèn lực quan sát 42 2.4.2- Rèn lực vận dụng kiến thức hoá học vào việc giải vấn đề thực tiễn (cuộc sống môi tr-ờng xung quanh) 45 2.4.3 Rèn lực giải tập có liên quan đến sản xuất hóa học: 47 2.4.4 Rèn lực giải tình có vấn đề xảy tự nhiên, học tập, cuéc sèng 50 2.4.5 Rèn lực giải tập hóa học có liên quan đến môi tr-ờng vấn đề bảo vƯ m«i tr-êng: .59 4.6 BiƯn pháp rèn thao tác t- thông qua việc giải BTHH 63 2.4.7 Hệ thống tập hoỏ hc rèn kĩ tính to¸n 66 2.5 Sử dụng hệ thống tập hóa học thực tiễn theo mức độ nhận thức tư 77 2.5.1 Sử dụng h thng bi hoỏ hc thực tiễn môi tr-êng theo mức độ nhận thức tư việc hình thành kiến thức 77 2.5.2 Sử dụng hệ thống tập hoá học thực tiễn môi trường theo mức độ nhận thức tư việc vận dụng, củng cố kiến thức kĩ 91 2.5.3 Sử dụng hệ thống tập thực tiễn môi trường vào việc kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ học sinh 101 Ch-ơng Thực nghiệm s- phạm 109 Quá trình thực nghiÖm 109 1.1 Mục đích thực nghiệm s- phạm 109 1.2 Địa bàn đối t-ợng thực nghiệm s- phạm 110 1.3 Quá trình tiến hành thực nghiệm s- phạm 110 KÕt qu¶ thùc nghiƯm xử lý kết qu thc nghim 119 2.1 Ph-ơng pháp xử lÝ kÕt qu¶ 119 2.2 KÕt qu¶ xư lÝ 119 KÕt luËn vỊ thùc nghiƯm s- ph¹m 123 3.1 Nhận xét định tính 123 3.1.1 §èi víi häc sinh 123 1.2 Đối với giáo viên 123 3.2 Nhận xét định l-ợng 123 KÕt luËn chung KHUYếN NGHị 125 KÕt luËn chung 125 KhuyÕn nghÞ 125 Tµi liƯu tham kh¶o 127 PHỤ LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, vấn đề đổi phương pháp dạy học nói chung phương pháp dạy học hố học nói riêng ngành giáo dục đặc biệt quan tâm Định hướng đổi phương pháp dạy học nhấn mạnh: Việc dạy học cần phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo học sinh Bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho học sinh Nghị Đại hội Đảng lần thứ IX khẳng định: “ Đổi phương pháp dạy học phát huy tư sáng tạo lực tự đào tạo người học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay, đổi tổ chức nghiêm minh chế độ thi cử ” Nghị Đại hội Đảng lần thứ X lại lần nhấn mạnh: “Chỉ tiêu hàng đầu cho việc nâng cao chất lượng dạy học Đổi chương trình, nội dung, phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng đội ngũ GV tăng cường sở vật chất nhà trường, phát huy khả sáng tạo độc lập suy nghĩ HS ” Ngày 15 tháng 11 năm 2004 , trị Nghị 41/ NQ – TƯ “ Bảo vệ mơi trường thời kì đẩy mạnh cơng nghiệp hố, đại hố đất nước” “ Đưa nội dung giáo dục bảo vệ môi trường vào chương trình sách giáo khoa hệ thống giáo dục quốc dân , tăng cường thời lượng tiến tới hình thành mơn học khố cấp học phổ thơng” ( trích Nghị 41 / NQ – TƯ ) Hố học mơn khoa học vừa lý thuyết vừa thực nghiệm,có lập luận, sở kỹ quan sát tượng hóa học, phân tích yếu tố cấu thành ảnh hưởng, thiết lập phụ thuộc xác định để tìm mối liên hệ mặt định tính định lượng, quan hệ nhân tượng q trình hóa học, xây dựng nên nguyên lý, quy luật, định luật, trở lại vận dụng để nghiên cứu vấn đề thực tiễn Để thực mục tiêu giáo dục định hướng xây dựng chương trình hố học THPT theo hướng: -Nội dung hoá học gắn liền với thực tiễn đời sống - môi trường , xã hội , cộng đồng -Nội dung hố học gắn liền với thực hành, thí nghiệm -Bài tập hố học phải có nội dung thiết thực Bài tập hố học vừa mục đích, vừa nội dung vừa phương pháp dạy học, vừa phương tiện dạy học hiệu Nếu thơng qua việc giải tập hố học mà học sinh giải đáp tình có vấn đề nảy sinh đời sống, lao động, sản xuất làm tăng lịng say mê học hỏi, phát triển tư sáng tạo, lực giải vấn đề Đó tập có điều kiện yêu cầu thường gặp thực tiễn (bài tập thực tiễn) như: tập cách sử dụng hố chất, đồ dùng thí nghiệm; cách xử lí tai nạn hố chất; bảo vệ mơi trường; sản xuất hố học; xử lí tận dụng chất thải…Tăng cường sử dụng tập thực tiễn dạy học hố học góp phần thực ngun lí giáo dục: học đơi với hành, giáo dục kết hợp với lao động sản xuất, lí luận gắn liền với thực tiễn, mơi trường Bằng kiến thức hố học, trước tiên học sinh giải đáp câu hỏi “Tại sao?” nảy sinh từ thực tiễn, môi trường đưa giải pháp tối ưu cho tình có vấn đề nảy sinh từ thực tiễn Tuy nhiên, chương trình sách giáo khoa hoá học THPT Việt Nam, số lượng tập có liên quan đến thực tiễn mơi trường cịn (khoảng 11,67%) Vì học sinh giải thành thạo tập hố học định tính, định lượng cấu tạo chất, biến đổi chất phức tạp cần phải dùng kiến thức hố học để giải tình cụ thể có liên quan đến thực tiễn mơi trường lại lúng túng Bộ mơn hố học có số sách tham khảo viết câu hỏi tập thực tiễn môi trường tác giả Lê Xuân Trọng- Nguyễn Hữu Đĩnh(Bài tập định tính câu hỏi thực tế hố học 12- Tập 1: Hoá hữu cơ), cuốn: Câu hỏi lý thuyết tập hoá học thực tiễn (Phần Hoá học đại cương vô ) tác giả Đặng Thị Oanh, Đỗ Công Mỹ Trần Trung Ninh , số tập có nội dung thực tiễn sách tác giả Trần Quốc Sơn tác giả khác số lượng tập cịn Vì vậy, việc nghiên cứu áp dụng hệ thống tập liên quan đến thực tiễn mơi trường dạy học hố học nhằm giúp HS phát triển lực nhận thức tư duy, góp phần đào tạo người theo định hướng đổi giáo dục Đảng thực cần thiết Trên sở tơi chọn đề tài: Phát triển lực nhận thức tư học sinh thơng qua hệ thống tập hóa học có liên quan đến thực tiễn môi trường ( phần Vơ cơ- Hố học THPT ) Mục đích , nhiệm vụ đề tài 2.1 Mục đích: Lựa chọn, xây dựng sử dụng hệ thống tập hoá học có liên quan đến thực tiễn mơi trường, nhằm phát triển lực nhận thức tư cho HS thơng qua mơn hố học THPT - phần vô 2.2 Nhiệm vụ đề tài: Để thực mục đích trên, nhiệm vụ nghiên cứu đề sau: - Nghiên cứu sở lý luận phát triển lực nhận thức tư HS q trình dạy - học Hố học, tác dụng tập hố học có nội dung liên quan đến thực tiễn môi trường việc phát triển lực nhận thức tư - Lựa chọn, xây dựng hệ thống tập phần vô liên quan đến thực tiễn môi trường chương trình hóa học THPT theo mức độ nhận thức tư - Tìm hiểu mối quan hệ hoá học vấn đề kinh tế, xã hội môi trường - Sử dụng hệ thống tập liên quan đến thực tiễn môi trường theo mức độ nhận thức tư vào dạy học phần vơ chương trình hóa học THPT - Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá chất lượng, tính hiệu hệ thống tập liên quan đến thực tiễn môi trường nhằm phát triển lực nhận thức tư hoá học Khách thể nghiên cứu đối tƣợng nghiên cứu 3.1 Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hoá học trường THPT 3.2 Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống tập có liên quan đến thực tiễn môi trường nhằm rèn luyện lực nhận thức tư cho HS THPT (Phần vô – SGK THPT) Vấn đề nghiên cứu Sử dụng tập hóa học có liên quan đến thực tiễn môi trường để phát triển lực nhận thức tư học sinh? Giả thuyết khoa học Sử dụng hệ thống tập liên quan đến thực tiễn môi trường học giúp học sinh phát triển lực nhận thức tư duy, tăng cường khả vận dụng kiến thức vào việc giải số vấn đề thực tiễn có liên quan đến sống , góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học trường phổ thông Phƣơng pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu sử dụng luận văn: - Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Phương pháp quan sát, phương pháp chuyên gia… - Nhóm phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Nghiên cứu sở lí luận có liên quan đến đề tài, phương pháp nghiên cứu nguồn tài liệu, nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chương trình kế hoạch dạy học hố học phổ thông - Phương pháp thực nghiệm sư phạm áp dụng phương pháp thống kê toán học khoa học giáo dục Điểm luận văn khí oxi tạo nhờ q trình quang hợp Vậy công nghiệp PTN oxi điều chế nào? - Điều chế oxi Để biết phương pháp điều chế oxi a) Trong công công nghiệp nghiệp  Yêu cầu nhóm II báo - Đại diện nhóm II báo cáo - Cho nhóm khác nhận xét bổ sung  Chốt lại phương pháp - Ghi - Chưng cất phân điều chế oxi cơng đoạn nghiệp lỏng khơng khí Điện phân nước - Chiếu cho HS xem sơ đồ sản xuất oxi từ khơng khí 2H2O  2H2 + O2 - Trong PTN điều chế với lượng làm nào?  u cầu: Nhóm III báo cáo 169 Gọi nhóm khác bổ sung liệu cách làm) - Em có nhận xét nguyên liệu dùng để điều chế oxi PTN  Chốt lại: Nguyên liệu, cách làm - (Giàu oxi, bền với nhiệt) - Ghi - Biểu diễn thí nghiệm - Quan sát điều chế oxi ptn (từ KClO3 thu cách đẩy nước Yêu cầu HS viết PTHH - HS lên bảng viết - (Đẩy khơng khí) - Vừa thầy thu khí oxi cách đẩy nước, ngồi cách cịn cách khơng? - (Tan nước) - Qua cách thu khí oxi (HS trả lời cách đẩy nước, em khơng tan) nhận xét tính tan nước oxi - Oxi tan nước 170 cụ thể 100ml H2O (200C, 1atm) hồ tan 3,1ml khí oxi - Em lấy VD chứng minh - (Sinh vật sống oxi tan nước * Chuyển ý: Ngồi tính ta oxi cịn có tính chất khác  nghiên cứu phần III TÍNH CHẤT CỦA OXI * Hoạt động 5: Tính chất vật lý: - Cho HS quan sát ống nghiệm đựng khí oxi - Cùng với hiểu biết em, cho biết trạng thái, màu sắc, mùi oxi - Cung cấp thêm nhiệt độ hoá lỏng oxi - 1830C - Kết hợp với tính tan em kết luận tính chất vật lý oxi * Chuyển ý: Vừa em biết tính chất vật lý oxi Vậy oxi có tính chất hố học  Tìm hiểu phần * Hoạt động 6: Tính chất hố học Tính chất hoá học - Dựa vào đặc điểm cấu tạo oxi, để có cấu hình (e) bền oxi có khả gì?  Đóng vai trị gì? (Chất - HS (nhận thêm 2e  oxi hoá, chất khử) chất oxi hoá) phản ứng hoá học - Để xem dự đốn bạn có hay khơng - u cầu: thảo luận nhóm hồn thành phiếu học tập số - Yêu cầu HS nhóm - Đại diện nhóm lên lấy I, nhóm II đọc cách làm dụng cụ, hố chất thí nghiệm u cầu phiếu học tập - Nhắc ý làm thí - Các nhóm làm TN  nghiệm  (GV quan (cử HS làm, HS khác sát nhóm làm thí quan sát ghi chép nghiệm, nhắc nhở cần tượng thiết) SGK/159 viết PTHH) kết  Làm xong yêu cầu HS 172 hợp với chuyển dụng cụ vị trí ban đầu - u cầu nhóm I báo cáo kết - HS đại diện cho nhóm I báo cáo kết (phải nói tượng, viết PTHH) Gọi nhóm khác bổ sung  Cho HS xem TN đốt - Quan sát tượng  Viết PTHH cháy sắt oxi a) tác dụng với HS: Qua VD HS tự kim loại (Trừ rút oxi tác dụng Au, pt ) với kim loại VD: 4Na + O2  2Na2O - Chốt lại: Oxi tác dụng hầu hết kim loại (Trừ Au, Pt) tạo thành oxit kim loại - Cho HS hoạt động (Có thể viết PTHH) b Tác dụng với phi tương tự phần a để kim (trừ halogen) HS rút kết luận oxi tác VD: 4P + 5O2  dụng với phi kim - Ngoài việc tác dụng với 2P2O5 - HS lấy VD c Tác dụng với hợp oxi chất kim loại, đơn chất chất phi kim oxi cịn VD: tác dụng với chất 2H2S+3O22SO2+2 173 không? Lấy VD H2O minh họa - Cho HS xem TN đốt - Quan sát tượng cháy H2S không khí  Yêu cầu HS viết PTHH Viết PTHH - Yêu cầu xác định số oxi hoá nguyên tố trước sau phản ứng (thể tính chất)  Kết luận tính chất hố học oxi - Chốt lại tính chất hố học Oxi (Nhắc HS cần ý viết PTHH với oxi thường có điều kiện nhiệt độ) * Chuyển ý: Các em biết đâu có oxi có sống Điều thấy vai trị quan trọng oxi Ngồi vai trị quan trọng oxi cịn có ứng dụng khác sống  Tìm hiểu phần IV * Hoạt động 7: IV ỨNG DỤNG CỦA OXI - Bằng hiểu biết - Hoạt động cá nhân IV Ứng dụng 174 mình, em cho biết vài ứng dụng oxi? - Cho HS quan sát  Tự rút ứng dụng hình ứng dụng oxi oxi - Cung cấp thêm nạn phá rừng qua giáo dục ý thức bảo vệ môi trường bảo vệ xanh * Hoạt động 8: Củng cố GV nhắc lại kiến thức trọng tâm để HS cần phải ý: + Đặc điểm cấu tạo oxi + Điều chế oxi + Tính chất hố học oxi + Ý thức bảo vệ mơi trường Yêu cầu học sinh làm tập 175 Câu 1: PTHH sau thường không dùng để điều chế oxi PTN A 2KMnO4 B 2H2O2 C 2H2O D 2KClO3 Câu 2: Cho chất sau: Cl2, Al, C, C2H4, Au, Mg Số chất tác dụng với oxi là: A Câu 3: PTHH sau viết sai? A.2C+O2 B CH4 + 2O2 C C + O2 (dư) D 4Au + 3O2 * Hoạt động 9: Hướng dẫn nhà - Học thuộc phần kiến thức trọng tâm - BTVN:  SGK/162 - Đọc trước nội dung 42 Phiếu học tập số 1: - Viết cấu hình (e) nguyên tử oxi, xác định e độc thân - Viết CT (e), CTCT CTPT đơn chất oxi Phiếu học tập số 2: a) Nhóm 1: - Trong tự nhiên oxi có đâu - Cho biết dạng tồn oxi (đơn chất, hợp chất) VD 176 - Trong khơng khí oxi tạo nhờ q trình nào? b) Nhóm 2: - Cho biết cách điều chế oxi công nghiệp (Viết PTHH có) c) Nhóm 3: - Nguyên liệu dùng để điều chế oxi PTN? - Phương pháp điều chế oxi PTN? Phiếu học tập số 3: a) Nhóm 1: Làm TN: Đốt Natri oxi - Cách làm: + + Cho Natri (bằng hạt đỗ) vào muối sắt Đốt muối sắt có chứa Natri lửa đèn cồn đưa nhanh vào lọ đựng oxi + Quan sát tượng (ngọn lửa trước đưa lọ đựng oxi) + Viết PTHH b) Nhóm II + III: + + Cho photpho (đỏ) vào muối sắt Đốt muối sắt có chứa photpho lửa đèn cồn đưa nhanh vào lọ đựng oxi + oxi) Quan sát tượng (ngọn lửa trước đưa vào lọ đựng + Viết PTHH 177 PHỤ LỤC Phiếu điều tra việc dạy học hóa học có nội dung liên quan đến thực tiễn môi trƣờng Để giúp cho việc nghiên cứu đề tài tốt, xin em vui lòng đánh dấu (v) vào câu trả lời cột bên phù hợp với ý kiến Nội dung Trong lên lớp GV có: + Sử dụng BTHH có nội dung quan sát tượng sống đồ án, uống, vệ sánh… + Sử dụng BTHH có nội dung rèn luyện vận dụng kiến thức hóa học vào việc giải vấn đề thực tiễn + Sử dụng BTHH có nội dung liên quan đến sản xuất hóa học + Sử dụng BTH có nội dung bảo quản sử dụng hóa chất, sản phẩm hàng hóa ăn uống chữa bệnh, giặt giũ, tẩy, rửa… + Sử dụng BTHH có nội dung liên quan đến môi trường bảo vệ môi trường 178 PHỤ LỤC Phiếu điều tra Nội dung GV có sử dụng BTHH có nội dung gắn với đời sống thực tiễn GV có sử dụng BTHH có nội dung gắn với hóa học mơi trường GV có sử dụng BTHH có nội dung gắn với quan sát hoạt động liên quan đến ngành nghề GV có sử dụng BTXH có nội dung gắn tình có vấn đề narysinh đời sống lao động sản xuất 179 180 ... phát triển lực nhận thức tư cho HS thông qua thực tiễn môi trường 36 CHƢƠNG MỘT SỐ BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NHẬN THỨC VÀ TƢ DUY CHO HỌC SINH THƠNG QUA HỆ THỐNG BÀI TẬP HỐ HỌC THỰC TIỄN VÀ... Cơ sở lí luận thực tiễn vấn đề phát triển lực nhận thức - tư tập hố học có liên quan đến thực tiễn - môi trường Chương 2: Một số biện pháp phát triển lực nhận thức tư cho học sinh thơng qua hệ. .. luận thực tiễn đề tài bao gồm : 1- Vấn đề phát triển lực nhận thức tư 2- Vai trị,chức BTHH có liên quan đến thực tiễn môi trường, mối quan hệ tập hóa học với việc phát triển lực nhận thức học sinh