Phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh thông qua dạy học bài tập phần sắt và hợp chất của sắt lớp 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường thpt không chuyên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC  o0o  - MAI THỊ THAO PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC BÀI TẬP PHẦN SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT LỚP 12 NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG KHƠNG CHUN LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM HĨA HỌC Hà Nội – 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC  o0o  - MAI THỊ THAO PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC BÀI TẬP PHẦN SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT LỚP 12 NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG KHÔNG CHUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM HÓA HỌC Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MƠN HĨA HỌC Mã số: 60.14.01.11 Cán hướng dẫn: PGS.TS Đặng Thị Oanh Hà Nội – 2016 LỜI CẢM ƠN Luâ ̣n văn đươ ̣c hoàn thành với sự cố gắ ng , nỗ lực của bản thân , cùng với sự giúp đỡ nhiê ̣t tình của thầ y cô, gia đình, bạn bè em học sinh Em xin bày tỏ lòng biế t ơn sâu sắ c nhấ t đế n PGS TS Đặng Thị Oanh - người đã tâ ̣n tiǹ h hướng dẫn, giúp đỡ em trình thực hiện luận văn Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầ y cô giáo da ̣y lớp Cao ho ̣c Lý luâ ̣n và phương pháp da ̣y ho ̣c Hóa ho ̣c khóa 10 trường Đa ̣i ho ̣c Giáo Dục –Đại Học Quốc Giá Hà Nô ̣i đã truyề n đa ̣t những kiế n thức và kinh nghiê ̣m quý báu cho em suố t khóa ho ̣c Xin gửi lời cám ơn chân thành đế n Ban Giám hiê ̣u , phòng Sau đại học , khoa Sư phạm trường Đa ̣i ho ̣c Giáo Dục –Đại Học Quốc Giá Hà Nô ̣i –Khoa Hóa Trường Đại Học Sư Phạm I Hà Nội đã hỗ trơ ̣ rấ t nhiề u quá trin ̀ h ho ̣c tâ ̣p và thực hiê ̣n luâ ̣n văn Tôi xin cám ơn những người ba ̣n đồ ng hành của lớp cao ho ̣c Lý luâ ̣n và phương pháp da ̣y ho ̣c Hóa ho ̣c khóa 10, quý thầy cô em học sinh trường THPT Mai Anh Tuấn THPT Ba Đình – huyê ̣n Nga Sơn – tỉnh Thanh Hóa đã tạo điều kiện tốt để tơi có thể thực hiện đề tài Ć i cùng, xin bày tỏ lòng biế t ơn đố i với gia đin ̀ h , những người đã thường xuyên đô ̣ng viên, khuyế n khích, hỗ trơ ̣ để có thể hoàn thành luâ ̣n văn Mô ̣t lầ n nữa, xin gửi đế n tấ t cả mo ̣i người lòng biế t ơn chân thành và sâu sắ c Tác giả Mai Thị Thao i DANH MỤC VIẾT TẮT BTHH Bài tập hóa học BDHSG Bồi dưỡng học sinh giỏi CTPT Công thức phân tử DD Dung dịch ĐC Đối chứng GQVĐ Giải vấn đề GV Giáo viên hh Hỗn hợp HS Học sinh HSG Học sinh giỏi KTDH Kĩ thuật dạy học NL Năng lực NXB Nhà xuất bản oxh oxi hóa PP Phương pháp PPDH Phương pháp da ̣y ho ̣c PTHH Phương trin ̀ h hóa ho ̣c SGK Sách giáo khoa ST Sáng tạo THPT Trung ho ̣c phổ thông TN Thực nghiê ̣m TNSP Thực nghiê ̣m sư pha ̣m ii MỤC LỤC Lời cảm ơn i Danh mục chữ viết tắt ii Mục lục iii Danh mục bảng vi Danh mục hình viii MỞ ĐẦU CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN PHÁT TRIỂN 1.1 Định hướng đổi giáo dục phổ thông hiện Việt Nam 1.2 Cơ sở lý luận về lực lực GQVĐ & ST: 1.2.1 Khái niệm lực 1.2.2 Năng lực chung lực đặc thù môn Hóa học HS THPT Việt Nam 1.2.3 Năng lực giải vấn đề sáng tạo 11 1.2.4 Đánh giá lực GQVĐ ST cho HS 13 1.2.5.Quy trình đánh giá lực GQVĐ ST 14 1.2.6 Sử dụng công cụ đánh giá -Thực hiện đánh giá 15 1.3 Bài tập hóa học trường THPT 15 1.3.1.Khái niệm tập hóa học: 15 1.3.2 Vai trò tập hóa học dạy học 16 1.3.3 Phân loại BTHH 17 1.3.4 Những xu hướng phát triển tập hóa học hiện 18 1.3.5 Đặc điểm tập hóa học theo định hướng phát triển lực 19 1.4 Một số phương pháp da ̣y ho ̣c góp phầ n phát triể n lực giải quyế t vấ n đề và sáng tạo 19 1.4.1 Dạy học giải quyế t vấ n đề 19 1.4.2 Phương pháp dạy học theo nhóm 20 1.4.3.Phương pháp dạy học đàm thoại-gợi mở 21 1.5.1 Vị trí cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi việc đào tạo nhân tài dạy học hóa học trường THPT 22 1.5.2 Đặc điểm học sinh THPT khơng chun tỉnh Thanh hóa 23 1.5.3 Khảo sát thực trạng : 23 iii 1.4.4 Vấn đề sử dụng tập hoá học dạy học hoá học trường THPT không chuyên 26 CHƢƠNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC BÀI TẬP HÓA HỌC PHẦN SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT LỚP 12 NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI Ở TRƢỜNG THPT KHÔNG CHUYÊN 29 2.1 Nội dung chương trình sắt hợp chất sắt lớp 12 29 2.1.1 Cấu trúc chương trình sắt ,hợp chất sắt lớp 12 29 2.1.2.Mục tiêu về kiến thức kĩ 30 2.2 Cơ sở xây dựng hệ thống tập bồi dưỡng học sinh giỏi phần sắt hợp chất sắt lớp 12 THPT không chuyên 31 2.2.1 Cơ sở lựa chọn tập 31 2.2.2 Nguyên tắc xây dựng hệ thống tập hóa học định hướng phát triển Phát triển lực giải vấn đề sáng tạo cho học sinh 31 2.2.3 Quy trình xây dựng tập hóa học định hướng Phát triển lực giải vấn đề sáng tạo cho học sinh 32 2.3 Thiết kế công cụ đánh giá lực GQVĐ ST thông qua BTHH 32 2.3.1 Cấu trúc lực GQVĐ ST 32 2.3.2.Công cụ đánh giá lực GQVĐ ST HS thông qua 37 2.3.3.Kiểm định công cụ đánh giá 41 2.4 Xây dựng hệ thống tập hóa học phần săt hợp chất sắt lớp 12 nhằm phát triển lực GQVĐ ST bồi dưỡng học sinh giỏi trường trung học phổ thông không chuyên 41 2.4.1 Xây dựng tập Sơ đồ phản ứng viết phương trình hóa học 42 2.4.2 Xây dựng tập về kiến thức kĩ thí nghiệm 44 2.4.3 Xây dựng tập nhận biết, tách , chuẩn độ tinh chế 46 2.4.4 Bài tập định lượng 48 2.4.5 Bài tập vận dụng kiến thức để GQVĐ thực tiễn 59 2.5 Sử dụng hệ thống tập phát triển lực GQVĐ .61 2.5.1 Sử dụng tập hóa học để bổ sung, hồn thiện, mở rộng, nâng cao 61 iv 2.5.2.Sử dụng tập rèn luyện cho HS kĩ tự phát hiện vấn đề, tự đề xuất phương án giải vấn đề BTHH 63 2.5.3 Rèn luyện cho HS kĩ đề xuất PP giải tập nhanh, 65 2.5.4 Sử dụng tập hóa học thơng qua rèn luyện kỹ tự học : 66 2.5.5 Tăng cường khuyến khích HS tự xây dựng BTHH 68 2.5.6 Sử dụng hệ thống tập hóa học phát triển lực GQVĐ ST 69 2.5.7 Cho học sinh tập làm dạng tập nghiên cứu khoa học 72 2.6 Thiết kế giáo án thực nghiệm theo định hướng phát triển NL 73 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM……………… ……………….86 3.1 Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm 86 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 86 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 86 3.2 Nội dung phương pháp thực nghiệm 86 3.2.1 Nội dung thực nghiệm 86 3.2.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 87 3.3 Tổ chức thực nghiệm 87 3.3.1 Đối tượng phạm vi thực nghiệm 87 3.3.2 Thực hiện giảng dạy 89 3.3.3 Thực hiện kiểm tra đánh giá 89 3.4 Kết quả thực nghiệm Xử lý đánh giá số liệu thực nghiệm 89 3.4.1 Xử lý, đánh giá kết quả TNSP qua kiểm tra 89 3.4.2 Xử lý, đánh giá kết quả TNSP theo bảng kiểm quan sát 99 3.4.3 Đánh giá kết quả thực nghiệm………………………………… …….……104 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 109 PHỤ LỤC .110 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Những biể u hiê ̣n/ tiêu chí của lực giải quyế t vấ n đề và sáng ta ̣o của học sinh trung học phổ thông……………… ……………………………… 10 Bảng 1.2 Bảng tổng hợp ý kiến đánh giá giáo viên hóa trường THPT khơng chuyên…………………………………………… ……………………….18 Bảng 1.3 -Đánh giá tầ m quan tro ̣ng của viê ̣c phát triể n NL GQVĐ và ST thông qua tập BD HSG………………………………………………… …….19 Bảng 1.4 Bảng tổng hợp mức độ tự học HS Đội tuyển thi HSG Tỉnh…… 19 Bảng 2.1.Cấu trúc chương trình sắt hợp chất sắt lớp 12…………… ….23 Bảng 2.2 Cấu trúc lực GQVĐ ST thông qua BTHH………… ….26 Bảng 2.3 Bảng kiểm quan sát (Dành cho GV)…………………………… …….29 Bảng 3.1 Giới tính thành phần gia đình……………………………… …….80 Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm kiểm tra trước tác động………………… …….81 Bảng 3.3 Giới tính thành phần gia đình……………………………… …….81 Bảng 3.4 Bảng thống kê điểm kiểm tra trước tác động………………… …….81 Bảng 3.5 Bảng thống kê điểm kiểm tra số 1………………………… …… 84 Bảng 3.6 Phân loại kết quả học tập HS (%) kiểm tra số 1………… …84 Bảng 3.7 Bảng phân phối tần số, tần suất tần suất lũy tích kiểm tra số trường Mai Anh Tuấn………………………………………………………… …85 Bảng 3.8 Bảng phân phối tần số, tần suất tần suất lũy tích kiểm tra số trường Ba Đình……………………………………………………………… ……86 Bảng 3.9 Bảng thống kê điểm kiểm tra số 2………………………… …… 86 Bảng 3.10 Phân loại kết quả học tập HS(%) kiểm tra số 2……… ……87 Bảng 3.11 Bảng phân phối tần số, tần suất tần suất lũy tích kiểm tra số trường Mai Anh Tuấn………………………………………………………… …88 Bảng 3.12 Phân phối tần số, tần suất , tần suất lũy tích kiểm tra số Ba Đình .88 Bảng 3.13.Thông số xem xét sự khác biệt giá trị trung bình nhóm khác ( nhóm TN- ĐC) trường THPT Mai Anh Tuấn…………… 89 Bảng 3.14.Thông số xem xét sự khác biệt giá trị trung bình nhóm khác ( nhóm TN- ĐC)của trường Ba Đình………………………………… … 89 Bảng 3.15.Kết quả thi HSG của( nhóm TN- ĐC) Ba Đình –Mai anh Tuấn… 90 Bảng 3.16 Kết quả đánh giá NL GQVĐ ST HS trường MaiAnh Tuấn thông qua bảng kiểm quan sát………………………………………………… …91 vi Bảng 3.17 Kết quả đánh giá NL GQVĐ ST HS trường Ba Đình thông qua bảng kiểm quan sát…………………………………………………… ……92 Bảng 3.18 Kết quả điều tra mức độ thực hiện công việc HS tiến hành tìm câu trả lời cho câu hỏi tập GV đưa ra……………………………… 94 Bảng 3.19 Hiệu quả việc sử dụng BTHH để phát triển NL GQVĐ &ST HS 95 vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Khai thác khoáng sản làm ảnh hưởng đến sản xuất…… ………….… 55 Hình 2.2 Khai thác quặng sắt……………….… 57 Hình 3.1 Đồ thị cột biểu diễn kết quả kiểm tra số trường Mai Anh Tuấn .84 Hình 3.2 Đồ thị cột biểu diễn kết quả kiểm tra số trường Ba Đình… .85 Hình 3.3 Đường lũy tích biểu diễn kết quả kiểm tra số trường Mai Anh Tuấn 85 Hình 3.4 Đường lũy tích biểu diễn kết quả kiểm tra số trường Ba Đình… 86 Hình 3.5 Đồ thị cột biểu diễn kết quả kiểm tra số trường Mai Anh Tuấn… 87 Hình 3.6 Đồ thị cột biểu diễn kết quả kiểm tra số trường Ba Đình…… …87 Hình 3.7 Đường lũy tích biểu diễn kết quả kiểm tra số trường 88 Hình 3.8 Đường lũy tích biểu diễn kết quả kiểm tra số trường Ba Đình ……89 viii vấn đề sống thức tổng quát pirit ? Em kể tên ĐA Phản ứng oxi hóa chậm FeS2 hiện tượng xảy 4FeS2 + 15O2 + 2H2O → 2H2SO4 + 2Fe2(SO4)3 tự nhiên tính chất - Bón thêm vơi để khử chua : hợp chất gây mà em H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O biết ? Fe2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2Fe(OH)3 + 3CaSO4 ? Bản chất Các PTHH xảy ra: trình gì? 2FeS2+15Br2 +38OH-  Fe(OH)3 + 4SO42- + 30Br- + 16H2O ? Để chống ô nhiễm môi 2FeS + 9Br2 + 22OH-  Fe(OH)3+2SO42- + 18Br- + 8H2O trường tác hại 2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O ; Ba2+ + SO42-  BaSO4 hoạt động người n =1,1087/233 = 4,75 10-3 mol ; n = m S Fe Fe O = 0,2/160 gây ra, chúng ta phải = 2,5 10-3mol nFe/nS= 1/1,9 Công thức pirit FeS1,9 làm gì ? III ÁP DỤNG Bài (Đề HSG Quảng Trị 2011-2012) Đốt cháy hoàn tồn 4,4 gam sunfua kim loại có cơng thức RS lượng oxi dư Chất rắn thu sau phản ứng đem hoà tan lượng vừa đủ dung dịch HNO3 37,8% Nồng độ phần trăm muối dung dịch thu 41,72% Khi làm lạnh dung dịch thì thoát 8,08 gam muối rắn (T) Lọc tách muối rắn thấy nồng độ phần trăm muối dung dịch 34,7% Xác định công thức sunfua kim loại (T) ĐA Công thức T Fe(NO3)3.9H2O Bài 2.( Chọn HSG Casio Thanh Hóa 2011-2012) Hợp chất A có cơng thức MXx M chiếm 46,67% về khối lượng; M kim loại, X phi kim chu kì Trong hạt nhân M có tổng số hạt nơtron trừ tổng số hạt proton 4, hạt nhân X có tổng số hạt nơtron tổng số hạt proton Tổng số proton MXx 58 a Xác định tên, số khối M, X b Viết cấu hình electron nguyên tử M, X ĐA a M Fe,X S [Ar]3d 4s b Cấu hình electron Fe: S: [Ne]3s 3p Bài Để phoi bào sắt nặng m ( gam) ngồi khơng khí, 118 sau thời gian thu 12 gam rắn X gồm sắt oxit sắt Cho X tác dụng hoàn toàn với dung dịch axit HNO3 Hoạt động Luyện thấy giải phóng 2,24 lít khí NO ( đo đktc) tập a) Viết phương trình hoá học xảy Mỗi HS làm độc lập b) Tính khối lượng m phoi bào sắt ban đầu giấy.(Thời gian 40 c) Xây dựng toán phát triển dựa tập gốc phút) ĐA 10,08 gam Fe Giáo viên thu đảo chéo để HS chấm Trong trình chấm HS có vướng mắc gì thì ghi chép lại để trao đổi Cho em nhận xét Bài Tại vỏ tàu thép bị ăn mòn khu vực mạn tàu tiếp xúc với nước biển khơng khí? Vì để bảo vệ vỏ tàu khỏi bị ăn mòn ta thường gắn kẽm vào vỏ tàu? Bài tập nhà Bài (Đề HSG quốc gia casio 2010) Hợp chất Z tạo hai nguyên tố M, R có cơng thức chấm để MaRb R chiếm 6,667 khối lượng Trong hạt nhân rút kết luận nguyên tử M có n = p + 4, còn hạt nhân R có n = p, n, p, n, p số nơtron proton tương ứng M R GV Phân tích kết luận Biết tổng số hạt proton phân tử Z 84 a + b = Tìm CTPT Z Bài ( Chọn HSG Hà Tính 2015-2016) Cho 20 gam hỗn hợp A gồm FeCO3, Fe, Cu, Al tác dụng với 60 ml dung dịch NaOH 2M, thu 2,688 lít khí H2 Sau kết thúc phản ứng, cho tiếp 740 ml dung dịch HCl 1M vào hỗn hợp đun nóng, thu hỗn hợp khí B còn phần chất rắn chưa tan (C) Sục khí B vào dung dịch Ca(OH)2 dư thì xuất hiện 10 gam kết tủa Cho chất rắn C tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng, dư, thu dung dịch D 1,12 lít chất khí Cho D tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu kết tủa E Nung E đến khối lượng không đổi m gam chất rắn Tính khối lượng chất A tính m Hoạt động 5.Bài tập về Các khí đo điều kiện tiêu chuẩn, phản ứng đều xẩy nhà hoàn toàn ĐA mFeCO3=11,6 (gam), mFe=5,6 (gam), mCu=0,64 (gam), 119 mAl= 2,16 (gam) m=0,025*160+0,01*80= 4,8 (gam) Bài ( Chọn HSG Hà Tĩnh 2015-2016 ) Hoà tan hoàn toàn 0,812 gam mẫu quặng sắt gồm FeO, Fe2O3 35% tạp chất trơ dung dịch H2SO4 (dư), thu dung dịch X Sục khí SO2 vào dung dịch X, thu dung dịch Y Dung dịch Y phản ứng vừa đủ với 22,21 ml dung dịch KMnO4 0,1M Mặt khác, hoà tan hết 1,218 gam mẫu quặng dung dịch H2SO4 (dư) thêm dung dịch KMnO4 0,1M vào dung dịch thu phản ứng xảy hoàn toàn, thì hết 15,26 ml dung dịch KMnO4 0,1M a Viết phương trình hóa học phản ứng xảy b Tính thể tích SO2 (đktc) dùng thành phần phần trăm theo khối lượng FeO, Fe2O3 có mẫu quặng ĐA VSO2 = 0,0674 (lit), % FeO = 45,11 %, % Fe2O3 = 19,89 % Bài Hãy kể hiện tượng ô nhiễm môi trường gây nên tính chất sắt hượp chất sắt.Biện pháp khăc phục HẾT 120 ... thực hiê ̣n đề tài này - Phát triển lực giải vấn đề sáng tạo cho học sinh thông qua dạy học tập phần sắt hợp chất sắt lớp 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi trường THPT khơng chun Mục đích nghiên... bồi dưỡng học sinh giỏi (BDHSG) làm tài liệu tham khảo cho học sinh, chọn nghiên cứu đề tài ? ?Phát triển lực giải vấn đề sáng tạo cho học sinh thông qua dạy học tập phần sắt hợp chất sắt lớp. ..ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC  o0o  - MAI THỊ THAO PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC BÀI TẬP PHẦN SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA