Tìm hiểu nội dung kiến thức hóa học trong môn Khoa học tự nhiên – chương trình giáo dục phổ thông mới

Bài viết đề cập đến những nội dung kiến thức hóa học có trong chương trình môn Khoa học Tự nhiên, giúp giáo viên THCS và sinh viên có cái nhìn tổng quát về nội dung kiến thức hóa học, tạo mối liên hệ với các nội dung kiến thức này sẽ được học trong chương trình trung học phổ thông.

TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 37/2020 71 TÌM HIỂU NỘI DUNG KIẾN THỨC HỐ HỌC TRONG MƠN KHOA HỌC TỰ NHIÊN – CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG MỚI Nguyễn Hồng Chiến Trường Đại học Thủ đô Hà Nội Tóm tắt: Trong chương trình phổ thơng mới, cấp THCS, khơng cịn mơn Lí, Hố, Sinh riêng biệt mà với khoa học trái đất tích hợp lại thành môn Khoa học Tự nhiên, học theo chủ đề Bài báo đề cập đến nội dung kiến thức hố học có chương trình mơn Khoa học Tự nhiên, giúp giáo viên THCS sinh viên có nhìn tổng qt nội dung kiến thức hố học, tạo mối liên hệ với nội dung kiến thức học chương trình trung học phổ thơng Từ khố: Hố học, Khoa học Tự nhiên, tích hợp, dạy học theo chủ đề Nhận ngày 14.02.2020; gửi phản biện, chỉnh sửa duyệt đăng ngày 25.02.2020 Liên hệ tác giả: Nguyễn Hồng Chiến; Email: nhchien@hnmu.edu.vn MỞ ĐẦU Khoa học tự nhiên (KHTN) môn học xây dựng phát triển tảng Vật lí, Hố học, Sinh học Khoa học Trái đất, Đồng thời, tiến nhiều ngành khoa học khác liên quan Toán học, Tin học, góp phần thúc đẩy phát triển khơng ngừng Khoa học tự nhiên Đối tượng nghiên cứu KHTN vật, tượng, trình, thuộc tính tồn tại, vận động giới tự nhiên.Vì vậy, mơn KHTN nguyên lí/khái niệm chung giới tự nhiên tích hợp xuyên suốt mạch nội dung Trong trình dạy học, mạch nội dung tổ chức cho vừa tích hợp theo nguyên lí tự nhiên, vừa đảm bảo logic bên mạch nội dung Chương trình mơn KHTN xây dựng dựa kết hợp trục là: Chủ đề khoa học - Các nguyên lí/ khái niệm chung khoa học - Hình thành phát triển lực Trong đó, ngun lí/ khái niệm chung vấn đề xuyên suốt, gắn kết chủ đề khoa học chương trình Chủ đề khoa học chủ yếu chương trình mơn KHTN gồm: Chất biến đổi chất; Vật sống; Năng lượng biến đổi; Trái đất bầu trời Các chủ đề xếp chủ yếu theo logic tuyến tính, có kết hợp mức độ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ HÀ NỘI 72 định với cấu trúc đồng tâm, đồng thời có thêm số chủ đề liên mơn, tích hợp nhằm hình thành ngun lí, quy luật chung giới tự nhiên Các ngun lí chung khoa học chương trình mơn KHTN gồm: Tính cấu trúc, đa dạng, tương tác, tính hệ thống, vận động biến đổi Các nguyên lí chung, khái quát KHTN nội dung cốt lõi môn KHTN Các nội dung vật lí, hố học, sinh học, Trái đất bầu trời tích hợp, xun suốt ngun lí Hiểu biết nguyên lí tự nhiên, với hoạt động khám phá tự nhiên, vận dụng kiến thức KHTN vào giải vấn đề thực tiễn yêu cầu cần thiết để hình thành phát triển lực KHTN học sinh NỘI DUNG Trong mơn Khoa học Tự nhiên, có chủ đề chạy xun suốt tồn chương trình, là: + Chất biến đổi chất: chất có xung quanh ta, cấu trúc chất, chuyển hoá hoá học chất + Vật sống: đa dạng tổ chức cấu trúc vật sống; hoạt động sống; người sức khoẻ; sinh vật mơi trường; di truyền, biến dị tiến hố + Năng lượng biến đổi: lượng, trình vật lí, lực chuyển động + Trái Đất bầu trời: chuyển động bầu trời, Mặt Trăng, hệ Mặt Trời, Ngân Hà, hoá học vỏ Trái Đất, số chu trình sinh - địa - hố, Sinh Các chủ đề xếp chủ yếu theo logic tuyến tính, có kết hợp mức độ định với cấu trúc đồng tâm, tích hợp liên mơn nhằm hình thành ngun lí, quy luật chung giới tự nhiên Mạch nội dung kiến thức hoá học thể qua lớp học thể chủ yếu chủ đề: Chất biến đổi chất Cụ thể sau: MẠCH NỘI DUNG Lớp Lớp Chất có xung quanh ta Cấu trúc chất + Các trạng + Nguyên tử; thái (thể) + Nguyên tố chất; hoá học; + Một số chất + Phân tử,đơn thông dụng; chất, hợp chất; Lớp Lớp Chuyển hoá hoá học + Biến đổi vật lívà biến + Dãy hoạt động hoá đổi hoá học; học kim loại; + Phản ứng hoá học; + Xây dựng dãy hoạt + Định luật bảo tồn động hố học kim loại; khối lượng; + Dung dịch, + Sơ lược + Phương trình hố học; + Một số ứng dụng huyền phù, nhũ liên kết hoá dãy hoạt động hoá học +Tính tốn phương tương; kim loại; học; TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 37/2020 73 + Tách chất + Hố trị, trình hố học; khỏi hỗn hợp cơng thức hố + Năng lượng học; phản ứng hoá học; + Mol tỉ + Tốc độ phản ứng khối chất chất xúc tác; khí + Chuyển hoá chất + Nồng độ thể người; dung dịch + Acid – Base -pH; + Hoá học vỏ trái đất: oxygen – nước – khơng khí; + Giới thiệu chất hữu cơ; + Alkane alkene; + Alcohol ethylic acid acetic; + Sơ lược bảng tuần + Carbohydrate; hoàn nguyên tố hoá + Protein – Lipid; học + Polimer Nội dung cụ thể yêu cầu cần đạt lớp Lớp Nội dung Yêu cầu cần đạt Các phương pháp đo thơng thường quy tắc an tồn phịng thực hành - Trình bày cách sử dụng số đồ dùng học tập thông thường học tập môn KHTN (các dụng cụ đo chiều dài, thể tích…) Đo chiều dài, diện tích, thể tích Các trạng thái chất - Nhận thấy đa dạng chất - Trình bày số đặc điểm ba trạng thái chất - Nêu số tính chất chất - Nêu khái niệm nóng chảy; sơi; bay hơi; ngưng tụ; thăng hoa - Làm thực hành tìm tịi chuyển trạng thái chất trình bày chuyển trạng thái chất Một số chất thơng dụng, tính chất ứng dụng - Xác định thành phần định tính, tính chất, ứng dụng số vật liệu, nhiên liệu, nguyên liệu, lương thực – thực phẩm thông dụng, cách sử dụng chúng an toàn, hiệu thực tiễn đảm bảo yêu cầu phát triển bền vững Dung dịch; huyền phù, nhũ tương - Nêu khái niệm dung môi, dung dịch - Biết cách sử dụng kính lúp kính hiển vi quang học - Nêu quy định an toàn thực PTN - Phân biệt kí hiệu cảnh báo PTN - Phân biệt dung môi, dung dịch, huyền phù, nhũ tương - Nêu yếu tố ảnh hưởng đến hoà tan nước Tách chất khỏi - Nêu khái niệm chất tinh khiết, hỗn hợp TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ HÀ NỘI 74 hỗn hợp - Cách tách chất khỏi hỗn hợp ứng dụng - Sử dụng số dụng cụ, thiết bị để tách chất khỏi hỗn hợp Lớp Nội dung Nguyên tử Nguyên tố hoá học Yêu cầu cần đạt - Tìm hiểu lịch sử tìm nguyên tử - Trình bày mơ hình ngun tử Rutherford – Bohr - Nêu khối lượng nguyên tử theo đơn vị quốc tế amu, - Phát biểu khái niệm ngun tố hố học kí hiệu ngun tố hố học, ý nghĩa kí hiệu nguyên tố hoá học - Nêu khái niệm phân tử, đơn chất, hợp chất, hoá trị Phân tử - Tính khối lượng phân tử theo đơn vị amu - Mơ tả hình thành liên kết hố học để tạo thành phân tử chất, mơ tả liên kết hydrogen thông dụng - Viết cơng thức hố học số chất hợp chất - Nêu khái niệm mol; Khối lượng mol, thể tích mol - Nêu khái niệm tỷ khối, cơng thức tính tỷ khối chất khí - Nêu mối liên hệ đại lượng n, m, V Nồng độ dung - Nêu định nghĩa nồng độ phần trăm, nồng độ mol - Viết cơng thức tính độ tan, nồng độ phần trăm; nồng dịch độ mol tính nồng độ phần trăm nồng độ mol - Phân biệt hỗn hợp đồng nhất, hỗn hợp không đồng - Thực thí nghiệm pha chế dung dịch Lớp Nội dung Yêu cầu cần đạt Phản ứng hoá học - Nêu khái niệm biến đổi vật lí, biến đổi hố học, puhh - Chỉ số dấu hiệu chứng tỏ có puhh xảy - Phát biểu định luật bảo toàn khối lượng - Nêu khái niệm phương trình hố học, bước lập phương trình hố học, ý nghĩa phương trình hố học - Lập sơ đồ phản ứng hố học dạng chữ phương trình hố học số phản ứng hố học cụ thể - Tính theo cơng thức hố học tính theo phương trình hố học TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 37/2020 Năng lượng PUHH - Tốc độ phản ứng chất xúc tác Acid – Base – pH Sơ lược bảng tuần hồn ngun tố hố học 75 - Nêu khái niệm ví dụ phản ứng toả nhiệt, thu nhiệt - Trình bày ứng dụng phổ biến phản ứng toả nhiệt - Nêu khái niệm tốc độ phản ứng, số yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng - Nêu khái niệm chất xúc tác; - Nêu khái niệm phản ứng thuận nghịch - Nêu thang pH, chất thị để phân loại acid, base - Thực thí nghiệm đo pH số loại thực phẩm - Liên hệ pH dày, máu, nước mưa, đất - Cảnh báo an tồn hố học - Nêu khái niệm acid, tính chất, ứng dụng số acid; - Nêu khái niệm, tính chất, phân loại base - Nêu khái niệm phân loại oxide - Nêu khái niệm, phương pháp điều chế, đọc tên số muối - Giới thiệu lịch sử đời bảng tuần hoàn NTHH Mendeleev bảng đại, nguyên tắc xây dựng bảng tuần hoàn NTHH - Phân loại khái quát nhóm kim loại, nhóm phi kim - Nêu số quy luật biến đổi liên quan đến hợp chất - Nêu quy luật biến đổi tính chất vật lí thơng qua dãy nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi đơn chất - Nêu quy luật biến đổi khả phản ứng hố học thơng qua việc mô tả phản ứng dãy chất với chất - Phát biểu định luật tuần hoàn, ý nghĩa bảng tuần hoàn Lớp Nội dung Yêu cầu cần đạt - Thực hiện/mô tả số thí nghiệm để so sánh khả Xây dựng dãy hoạt động hoá học hoạt động kim loại, xây dựng dãy hoạt động hoá học - Liên hệ với quy luật biến đổi tính chất bảng tuần hồn - Trình bày ý nghĩa dãy hoạt động hố học: - Trình bày sở xảy phản ứng ứng dụng dãy hoạt động hoá học Khai thác sử - Nêu số phương pháp tách kim loại công nghiệp, ứng dụng số kim loại dụng kim loại - Trình bày khái niệm hợp kim, lợi ích hợp kim Hố học vỏ - Trình bày thành phần nguyên tố chủ yếu vỏ trái đất, trái đất phân loại dạng hợp chất chủ yếu vỏ trái đất - Thực trạng việc khai thác nhiên liệu hoá thạch Oxygen – Khơng - Nêu tính chất vật lí, tính chất hố học ứng dụng oxygen khí 76 Nước Giới thiệu chất hữu TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ HÀ NỘI - Nêu số oxy hoá, oxy hoá, khử, phản ứng OXH-K - Nêu thành phần khí vùng đối lưu, xác định thành phần phần trăm thể tích oxygen khơng khí - Trình bày nhiễm khơng khí, số biện pháp kĩ thuật làm giảm ô nhiễm không khí - Giới thiệu số dạng tồn phổ biến nguyên tố carbon tự nhiên, sản phẩm phát lượng từ trình đốt cháy than, hợp chất hữu - Trình bày chu trình carbon tự nhiên vai trị carbon dioxide chu trình - Trình bày nguồn gốc tự nhiên nhân tạo methane - Giải thích khí carbon dioxide methane gây hiệu ứng nhà kính, nóng lên Trái Đất - Dẫn giải chứng biến đổi khí hậu - Nêu số tính chất nước nguyên chất,sự cần thiết nước sống - Tìm hiểu nguồn nước cung cấp cho người sử dụng, mơ tả nước quy trình cung cấp nước - Nêu nguồn gốc, thành phần hợp chất hữu - Phát biểu khái niệm, phân loại sơ hợp chất hữu - Trình bày phần dầu mỏ, số ứng dụng dầu mỏ đời sống - Phát biểu khái niệm, công thức chung, tên gọi, tính chất vật lí hố học, ứng dụng alkane - Nêu khái niệm đồng phân chất đồng phân - Phát biểu khái niệm, công thức chung, tên gọi, tính chất vật lí hố học, ứng dụng alkene - Trình bày cơng thức phân tử, công thức cấu tạo, đặc điểm Alcohol ethylic cấu tạo alcohol ethylic (ancol etylic) - Phát biểu khái niệm, công thức chung, tên gọi, tính chất acid acetic (axit vật lí hố học, ứng dụng alcohol ethylic axetic) - Trình bày tác hại việc lạm dụng rượu bia - Trình bày công thức phân tử, công thức cấu tạo, đặc điểm cấu tạo, tính chất vật lí hố học, ứng dụng củaacid acetic - Nêu khái niệm ester phản ứng ester - Phát biểu khái niệm, cơng thức chung, tên gọi, tính chất Carbohydrate vật lí hố học, ứng dụng glucose sucrose (cacbohiđrat) - Tìm hiểu đường ăn loại đường – Protein – Lipid - Thảo luận, trình bày nguồn gốc tinh bột, cellulose ứng dụng chúng - Nêu protein polymer giống cellulose - Mô tả cấu trúc protein bao gồm amino acid - Nêu khái niệm chất béo - Viết phương trình hố học phản ứng hình thành chất béo từ alcohol đa chức (glycerol) acid béo Alkane (ankan) alkene (anken) TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 37/2020 Q trình phân huỷ thực phẩm Hợp chất cao phân tử 77 - Trình bày trình phân huỷ tinh bột, protein chất béo enzyme dạng sơ đồ mơ hình - Thảo luận trình bày mối liên hệ ăn uống bệnh béo phì Từ rút kế hoạch ăn uống phù hợp để có thể khoẻ mạnh - Tìm hiểu trình bày ý nghĩa số E thực phẩm - Mô tả phản ứng tổng hợp polythylene (PE), nylon; tổng hợp terylene (polyester), từ phát biểu khái niệm phản ứng trùng hợp, trùng ngưng - Trình bày ứng dụng PE, nylon terylene - Trình bày vấn đề nhiễm mơi trường sử dụng polymer không phân huỷ sinh học cách hạn chế gây ô nhiễm môi trường sử dụng vật liệu polymer đời sống Nhận xét: Những kiến thức nêu yêu cầu chương trình mới, so sánh với chương trình cũ, phần hóa học, bổ sung, cập nhật số nội dung sau: + Phần dung dịch, chương trình yêu cầu học sinh phân biệt dung dịch với huyền phù, nhũ tương Phần nguyên tử - nguyên tố, yêu cầu học sinh tìm hiểu lịch sử tìm nguyên tử qua thời kì Democritus, Dalton, Thompson, Rutherford, Bohr Trình bày mơ hình ngun tử Rutherford – Bohr (lớp electron) Nêu khối lượng nguyên tử theo đơn vị quốc tế amu + Phần phân tử: giới thiệu liên kết hố học (ion, cộng hố trị, hydrogen); tính m (hoặc n V) chất khí điều kiện áp suất nhiệt độ môi trường chuẩn biết đại lượng có liên quan + Với phản ứng hóa học: nêu khái niệm ví dụ minh hoạ phản ứng toả nhiệt, thu nhiệt Trình bày ứng dụng phổ biến phản ứng toả nhiệt Nêu khái niệm tốc độ phản ứng + Tìm hiểu so sánh tốc độ số phản ứng hoá học Nêu yếu tố làm thay đổi tốc độ phản ứng Nêu khái niệm phản ứng thuận nghịch + Acid – Base – Muối, học sinh biết axit phân ly thành ion H+, bazơ tan phân ly thành ion OH- + Bảng tuần hồn ngun tố hóa học: Nêu quy luật biến đổi tính chất vật lí thơng qua dãy nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi đơn chất + Dãy hoạt động hóa học kim loại: Xây dựng dãy hoạt động hoá học bao gồm số kim loại, carbon hydrogen (K, Na, Ca, Mg, Al, C, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag, Au) + Nêu số phương pháp tách kim loại cơng nghiệp (phương pháp vật lí; phương pháp điện phân; phương pháp thay kim loại) sở dãy hoạt động hoá học TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐƠ HÀ NỘI 78 + Oxi - Khơng khí: Trình bày ứng dụng nitrogen, số khí trơ Giải thích sở phương pháp tách phân đoạn để thu oxygen, nitrogen, argon, krypton (kripton), xenon, từ khơng khí + Hợp chất hữu cơ: Alkane (ankan) alkene (anken): Gọi tên số alkane (ankan) đơn giản thông dụng (C1 – C4) Nêu khái niệm đồng phân phân biệt chất đồng phân Trình bày phương pháp điều chế alkene (phản ứng cracking dehydrate hoá) + Một số kiến thức, cập nhật kịp thông lệ quốc tế thể tích chất khí điều kiện áp suất nhiệt độ môi trường chuẩn: bar, 25 độ C KẾT LUẬN Việc nắm bắt nội dung kiến thức phần hố học chương trình Khoa học Tự nhiên cấp THCS giúp người giáo viên có nhìn tổng thể việc tích hợp với Mơn sinh học Vật lí đảm bảo mục tiêu chương trình THCS, đồng thời có nhìn xác nội dung kiến thức để chuẩn bị cho HS học cao mơn hố học cấp THPT tránh trùng lặp kiến thức, đảm bảo giáo dục bản, đảm bảo mạch kiến thức môn liên thông từ cấp trung học sở lên trung học phổ thông TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giáo dục Đào tạo (2018),Chương trình Giáo dục phổ thông Tổng thể, 1/2018 Bộ Giáo dục Đào tạo (2018), Chương trình Giáo dục phổ thơng mơn Khoa học Tự nhiên, 1/2018 Bộ Giáo dục Đào tạo (2015), Sách giáo khoa Hoá học lớp 8, Nxb Giáo dục Việt Nam Bộ Giáo dục Đào tạo (2015), Sách giáo khoa Hoá học lớp 9, Nxb Giáo dục Việt Nam LEARN ABOUT CHEMICAL KNOWLEDGE IN NATURAL SCIENCE – THE NEW GENERAL EDUCATION PROGRAM Abstract: In the new General Education Program, at the Junior high school level, the individual subjects of Physics, Chemistry, Biology are no longer available, but together with earth science, it is integrated into Natural Science subject The article describes the content of Chemical knowledge in the program of Natural Sciences Junior high school teachers and students will have an overview of the content of Chemical knowledge, creating relationships with them This subject will be taught in high school program Keywords: Chemistry, Natural Science, integrated, teaching by chapter  ... học phổ thông TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giáo dục Đào tạo (2018) ,Chương trình Giáo dục phổ thông Tổng thể, 1/2018 Bộ Giáo dục Đào tạo (2018), Chương trình Giáo dục phổ thơng mơn Khoa học Tự nhiên, ... xác nội dung kiến thức để chuẩn bị cho HS học cao mơn hố học cấp THPT tránh trùng lặp kiến thức, đảm bảo giáo dục bản, đảm bảo mạch kiến thức môn liên thông từ cấp trung học sở lên trung học phổ. .. Việc nắm bắt nội dung kiến thức phần hố học chương trình Khoa học Tự nhiên cấp THCS giúp người giáo viên có nhìn tổng thể việc tích hợp với Mơn sinh học Vật lí đảm bảo mục tiêu chương trình THCS,