Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học dùng trong dạy học phần hóa học hữu cơ nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh ở trường trung học phổ thông chuyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH QUÁCH VĂN LONG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC DÙNG TRONG DẠY HỌC PHẦN HÓA HỌC HỮU CƠ NHẰM PHÁT TRIẺN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH QUÁCH VĂN LONG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC DÙNG TRONG DẠY HỌC PHẦN HÓA HỌC HỮU CƠ NHẰM PHÁT TRIẺN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN Chuyên ngành : Lí luận Phương pháp dạy học mơn Hóa học Mã số : 9140111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ VĂN NĂM PGS.TS NGUYỄN THỊ SỬU NGHỆ AN 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Những số liệu, kết nghiên cứu luận án hoàn toàn trung thực Các kết luận luận án chưa có cơng bố cơng trình khác Tác giả luận án Qch Văn Long LỜI CẢM ƠN Trải qua thời gian học tập nghiên cứu Trường Đại học Vinh, hồn thành luận án Để có kết này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Văn Năm, PGS TS Nguyễn Thị Sửu tận tình hướng dẫn, hết lịng giúp đỡ, động viên tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc tới Thầy Cơ Bộ mơn LL&PPDH mơn Hóa học Bộ mơn Hóa hữu cơ, Viện Sư phạm Tự nhiên, Phòng Đào tạo Sau đại học Trường Đại học Vinh tạo điều kiện tốt cho tơi học tập hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô, nhà khoa học chun ngành LL&PPDH Bộ mơn Hóa học chuyên ngành Hóa hữu số sở đào tạo toàn quốc động viên, chia sẻ, bảo cho tơi q trình hồn thiện luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Thầy giáo, Cô giáo em học sinh trường THPT chuyên mà tiến hành khảo sát thực nghiệm sư phạm, đặc biệt 15 trường THPT chuyên thuộc 14 tỉnh Thái Bình, Hịa Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Khánh Hịa, Bình Định, Lâm Đồng, Bình Dương, Bình Phước, Long An Tây Ninh hỗ trợ, tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành nội dung thực nghiệm luận án Tác giả luận án Quách Văn Long MỤC LỤC Trang 1.1.1 1.1.1.1 Các thành tố lực sáng tạo học sinh trường Trung học phổ thông chuyên 41 1.1.1.2 Các tiêu chí biểu lực sáng tạo học sinh trường Trung học phổ thông 1.1.1.3 1.1.1.4 Ví dụ minh họa sử dụng BT định hướng phát triển NLST phối hợp với DH KÍ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT Ac Bn BTHH BT BTKL Axetyl Benzyl Bài tập hóa học Bài tập Bảo toàn khối lượng Bu Cbz CTCT Butyl Benzyloxicacbonyl Công thức cấu tạo CTPT m-CPBA DHHH DH DIBAL-H ĐC Công thức phân tử Axit mcloperoxybenzoic Dạy học hóa học ĐG ĐT Et FGI Đánh giá Đào tạo Etyl Sự biến đổi nhóm chức GD GQ GQVĐ Giáo dục Giải Giải vấn đề GV HCHC HH HHHC HT HS HSG KHBH Giáo viên Hợp chất hữu Hóa học Hóa học hữu Hệ thống Học sinh Học sinh giỏi Kế hoạch học KT KN LDA LAH Me Kiến thức Kĩ Liti điisopropylamin Liti nhôm hiđrua Metyl Dạy học Điisobutylnhôm hirua Đối chứng MTST NBS NC NLST NL Nxb Môi trường sáng tạo N-bromsuccinimit Nghiên cứu Năng lực sáng tạo Năng lực Nhà xuất PCC Ph PL PP PPDH Pr PT Pyriđin clorocromat Phenyl Phụ lục Phương pháp Phương pháp dạy học Propyl Phát triển PTHH TC TB TDST THF THPT TL TN TNKQ Phương trình hóa học Tiêu chí Trung bình Tư sáng tạo Tetra hiđrofuran Trung học phổ thông Tự luận Thực nghiệm Trắc nghiệm khách quan Thực nghiệm sư phạm TNSP Ts TT p-Toluensunfonyl Thành tố TTĐ SBT SĐTD SGK SL SP SPNC Trước tác động Sách tập Sơ đồ tư Sách giáo khoa Số lượng Sản phẩm Sản phẩm nghiên cứu ST STĐ VĐNC VĐ Sáng tạo Sau tác động Vấn đề nghiên cứu Vấn đề DANH MỤC CÁC BẢNG dji) djq)djr) ^ (a + b)x = 0,2 (1) cách tính khối lượng amino axit theo BTKL cách viết CTCT amino axit; điểm đẳng điện, phương pháp điện di djj) ^ mmuối = R(NH )(COOM) + MCl + M SO djk) = (R + 16)(a + b) + 79.0,2 + 70,5.0,1 + 166.0,05 = m x m m 36,85 djl) ^ (R + 16)(a + b) = 5,7 (2) djm) R + 16 5,7 dkb) Cải tiến hoàn toàn thành cách giải ngắn gọn, hiệu hơn: dkc) Coi Y gồm dkd) ■ NaOH:0,1mol HCl:0,1mol + íí H2SO4: 0,05 mol dke) dkf) dkg) 0,2 ^ 0,2 + 0,2 dkh) -COOH + OH - ^ -COO - + H2O dki) 0,2 ^ dkj) , KOH: mt)l H + OH - ^ H2O ^ ^ 0,2 0,2 ^ nCOOH = ax = 0,2 Theo bảo toàn khối lượng: mX + mHCl + m^SO + mNaOH + mKOH = m muối +m H2O dkm) a(R + + 45.0,2 = 14,7 ^ mX = ^36,85 + 16) 18.0,4 - (36,5.0,1 + 98.0,05 dkn) ^ (R + 16)a = 5,7 dko) R + 16 _ 5,7 _ 57 , _, , dkp) ^ —•—- = —= — (X có mạch cacbon khơng phân dkq) x 0,2 dkr) nhánh nên x = x = 2) dks) ^ x = R = 41 (C3H5) dkt) ^ X C3H5(NH2)(COOH)2 dku) ^ Công thức cấu tạo: dkv) HOOC-CH -CH -CH(NH )-COOH dkw)b) (axit glutamic) dkz) 2 dlc) Cách giải cũ: dld) Vết A axit glutamic, vết B alanin vết C lysin Giải thích: Axit glutamic có pH = 3,22 nên pH = dlg) I 6,00 tồn djs) Mức 4: Gồm mức thông tin liên quan đến điểm đẳng điện phương pháp điện di dkk) vào tính lưỡng tính; 0,5 djt) Mức 1: Không thu thập đủ thông tin dju) Mức 2: Thu thập đầy đủ thông tin djv) đầy Mức 3: Thu thập đầy đủ thơng tin trên, giải thích ý nghĩa, mức độ tin cậy thông tin djw) Mức 4: Thu thập đầy đủ thông tin trên, phân tích rõ mối liên hệ dkx) thông tin với yếu tố 0,5 ẩn dấu BT djx) TC5: Đề xuất cách giải mẻ, có giá trị djy) Mức 1: Cách giải ập khn, máy móc dla) 1,0 djz) Mức 2: Cải tiến dle) phần 0,25 cách giải cũ thành cách giải dlh) hiệu gồm qd) dạng anion, tác dụng điện trường di qi) chuyển x cực dương (anot) Alanin có pH i = 6,01 tồn dạng lưỡng cực với điện tích khơng pH = 6,00 nên không qj) , di chuyển điện cực Lysin có pH = 9,75 nên pH = 6,00 tồn dạng cation, tác dụng điện trường di chuyển phía cực âm (catot) qe) Cải tiến thành cách giải đa dạng, dễ hiểu hiệu qf) X u hơn: qg) Cự qh) 0^ ất qk) c Cự p , (+) c(h qs) H N3 QP) CH ql) OOC0 ) át [CH [CH2]25 3QT2)]4 Di chuyển cực dương.mo , atio ,25) rw)sf) H 2) sd) se) sc) COOH noa n E- coo" SG) CH coo' coo" nio ^1= rx) C SI) -NH n ) 2,19 0' NH rr) (^3 ry) D ) sj) 3Dạ =9, 67) ng n g đic đ ati ia on n (p i o K^1 n = 2,2 0) dlj) dlk) OH — dll) H3O + sz) viết phương trình hóa học tính số mol muối dựa vào phương trình hóa học (ý a) viết dạng tồn chủ yếu amino axit pH = 6,00; bổ sung thêm cách tính cơng thức tính điểm đẳng điện (ý b) ta) Mức 4: Cải tiến hoàn sw) CHN H C H SK) CH- sm) sv) OH NH CHĩ sn) (CH2) sr) H3 SS) (1CH2)4 — NH OH\ NH + N so) 1sl) « SP) NH3 sq) Dạng H 0- st) Dạng —ion + H lưỡng cực 0+ D su) ^10,50) = mon sy) pHj = (9 + 10,5)/2 = 9,75; pH = Lys tồn ocati chủ yếu dạng cation n on âm => Di chuyển cực g 0)^32 a = ni 9,00) o n sx) , toàn cách giải cũ thành cách giải mới, ngắn gọn, hiệu tb) TC6: Lập KH thực KH cách: tc) Mức 1: Rập khn, máy td) móc te) Mức 2: đầy đủ, chi tiết mang tính ST tf) Mức 3: đầy đủ, chi tiết phần lớn mang tính sáng tạo, thực đạt hiệu cao tg) Mức 4: Đầy đủ, chi tiết, độc đáo, hoàn toàn mẻ, thực đạt hiệu dlm) dln) dlo) dlp) dlq) dlr) dls) dlt) dlu) dlv) dlw) dlx) dly) dlz) dma) dmb) dmc) dmd) dme) dmf) dmg) dmh) dmi) dmj) dmk) dml) dmm) dmn) dmo) dmp) dmq) dmr) dms) dmt) dmu) dmv) COOH - coo coo + OH + 0H Ị _ dmy) J ' nil dmz) CH-NIL