Xây dựng hệ thống bài tập hoá học nhằm nâng cao hiệu quả dạy học phần hidrocacbon lớp 11 trung học phổ thông

THƯ VIỆN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH  Trương Thị Lâm Thảo XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HOÁ HỌC NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC PHẦN HIDROCACBON LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành : Lí luận phương pháp dạy học mơn hóa học Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TRẦN THỊ TỬU Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2010 Để hoàn thành tốt luận văn, cố gắng thân, tác giả giúp đỡ tận tình thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp gia đình Xin chân thành cảm ơn phịng Sau Đại học trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh quý thầy, cô giáo giảng dạy, tư vấn với lịng nhiệt tình kiến thức sâu rộng suốt thời gian tác giả theo học trường Với kiến thức học từ tư hệ thống q thầy, giúp tác giả có tầm nhìn tổng qt ngành lí luận phương pháp dạy học mơn hóa học để có giải pháp hữu ích cho việc giảng dạy thực tế Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS TS Trần Thị Tửu, người nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn tác giả suốt trình thực luận văn Xin chân thành cảm ơn PGS TS Trịnh Văn Biều, người hết lòng bảo truyền đạt kiến thức quý giá để tác giả hoàn thành tốt luận văn Xin cảm ơn bạn bè lớp Cao học Lý luận phương pháp dạy học mơn hóa hóa học khóa 18, q thầy trường THPT Trần Suyền, trường THPT Nguyễn Huệ tỉnh Phú Yên tạo điều kiện thuận lợi để tác giả thực phần thực nghiệm sư phạm luận văn Xin cảm ơn gia đình ln động viên tạo điều kiện để tác giả hoàn thành tốt luận văn thời gian quy định Xin trân trọng cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2010 Tác giả Trương Thị Lâm Thảo DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT as : ánh sáng BT : Bài tập BTHH : Bài tập hóa học CTPT : Công thức phân tử CTCT : Công thức cấu tạo CTTQ : Công thức tổng quát dd : dung dịch đđ : đậm đặc ĐHSP : Đại học Sư phạm đktc : điều kiện tiêu chuẩn ĐC : Đối chứng GV : Giáo viên PTPƯ : Phương trình phản ứng HTBT : Hệ thống tập HS : Học sinh lk : liên kết TPHCM : Thành phố Hồ Chí Minh THPT : Trung học phổ thông TN : Thực nghiệm TNSP : Thực nghiệm sư phạm SGK : Sách giáo khoa MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Định hướng đổi phương pháp dạy học giai đoạn là: phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo người học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, hình thành thái độ tình cảm, hứng thú học tập cho học sinh Và mục đích đổi nhằm nâng cao hiệu dạy học Để tiếp cận với định hướng trên, giáo viên phải tự thay đổi phương pháp dạy học phù hợp với xu hướng giáo dục đề Có nhiều phương pháp dạy học với hóa học, phương pháp dạy học khơng thể thiếu phương pháp giải tập hóa học Nhiều nhà lí luận xếp tập hóa học vào nhóm “phương pháp dạy học- cơng tác tự lực học sinh” Giải tập hóa học lúc học sinh hoạt động tự lực để củng cố trau dồi kiến thức hóa học Bài tập hóa học cung cấp cho học sinh kiến thức, đường để giành lấy kiến thức, niềm vui sướng phát kiến thức Do vậy, tập hóa học vừa mục đích, vừa nội dung, lại vừa phương pháp dạy học hiệu nghiệm Hóa học có nhiều dạng tập, đặc biệt hóa học hữu cơ, khơng nắm vững phương pháp giải học sinh khó nắm bắt kiến thức Ở trường trung học phổ thông, học sinh làm quen với hóa hữu học kì II lớp 11, lượng kiến thức nhiều, số dạng tập lại phong phú, lạ nên em khó khăn việc định hướng cách giải trở nên thụ động tiết hóa học Chính vậy, tơi chọn đề tài với mong muốn giúp học sinh nắm dạng tập phương pháp giải chúng hệ thống tập đa dạng lựa chọn phù hợp với trình độ học sinh, từ góp phần nâng cao hiệu dạy học mơn hóa học Mục đích nghiên cứu đề tài Xây dựng hệ thống tập hóa học phần hiđrocacbon nghiên cứu phương pháp sử dụng chúng việc nâng cao hiệu học tập học sinh Nhiệm vụ đề tài - Nghiên cứu lí luận liên quan đến đề tài - Lựa chọn, xây dựng hệ thống tập hóa học phần hiđrocacbon lớp 11 chương trình nâng cao - Nghiên cứu số phương pháp sử dụng tập dạy học phần hiđrocacbon lớp 11 chương trình nâng cao - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính phù hợp hệ thống tập hiệu phương pháp đề xuất Khách thể đối tượng nghiên cứu a Khách thể nghiên cứu Q trình dạy học hóa học trường THPT Việt Nam b Đối tượng nghiên cứu Việc xây dựng hệ thống tập hóa học phần hiđrocacbon lớp 11 phương pháp sử dụng chúng nhằm nâng cao hiệu dạy học Phạm vi nghiên cứu Phần hiđrocacbon, hóa học hữu lớp 11 chương trình nâng cao Giả thuyết khoa học Nếu lựa chọn, xây dựng hệ thống tập hóa học đa dạng, phong phú có phương pháp sử dụng chúng cách hợp lí dạy học nâng cao hiệu dạy học cho giáo viên học sinh Phương pháp phương tiện nghiên cứu a Phương pháp nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu tài liệu liên quan tới đề tài - Phân tích tổng hợp lý thuyết b Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Quan sát, trò chuyện với học sinh - Dự số tiết tập giáo viên - Tham khảo ý kiến số chuyên gia - Thực nghiệm sư phạm c Phương pháp thống kê tốn học Phân tích xử lí kết thực nghiệm sư phạm thống kê toán học Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu Áp dụng tập vào giảng dạy mơn hóa học việc cần thiết truyền thụ kiến thức ôn tập kiến thức cũ Trong năm qua, xu hướng sử dụng tập nhiều người nghiên cứu thực hiện, đề tài đạt thành cơng định, góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa học Các nghiên cứu năm gần đây: 1- Lê Văn Dũng (1994), Bài tập hóa học rèn trí thông minh cho học sinh THPT, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Hà Nội 2- Ngô Huyền Trân (1995), Xây dựng hệ thống tập, sử dụng số phần mềm để dạy học tạo đề kiểm tra trắc nghiệm khách quan cho phần hóa học vơ 9, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP TPHCM 3- Nguyễn Thị Liễu (1997), Thiết kế website hỗ trợ việc dạy tự học phần hóa hữu lớp 11 nâng cao, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP TPHCM 4- Nguyễn Thị Ngà (1998), Phát triển tư nhận thức học sinh thông qua hệ thống câu hỏi tập hoá học lớp 10 PTTH chuyên ban, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Hà Nội 5- Trần Thị Phương Thảo (1998), Xây dựng hệ thống tập trắc nghiệm khách quan hóa học có nội dung gắn với thực tiễn, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP TPHCM 6- Đặng Công Thiệu (1998), Bài tập hóa học với việc nâng cao tính tích cực nhận thức kiến thức hoá học cho học sinh PTTH, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Vinh 7- Cao Cự Giác (1999), Hệ thống lý thuyết tập dung dịch chất điện ly dùng bồi dưỡng học sinh giỏi học sinh chuyên hóa học, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Hà Nội 8- Ngô Thuý Vân (1999), Sưu tầm xây dựng hệ thống tập hóa vơ nhằm nâng cao chất lượng dạy học hoá học trường trung học dạy nghề, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Hà Nội 9- Nguyễn Thị Thuỷ (2000), Phát triển tư cho học sinh tỉnh miền núi Hà Giang qua hệ thống câu hỏi tập hóa học chương trình hố học phổ thơng sở, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Hà Nội 10- Nguyễn Cao Biên (2001), Rèn luyện lực độc lập sáng tạo cho học sinh lớp 10 THPT qua hệ thống tập hóa học, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP TPHCM 11- Lê Văn Dũng (2002), Phát triển lực nhận thức tư cho học sinh trung học phổ thông qua tập hoá học, Luận án tiến sĩ, ĐHSP TPHCM 12- Ngô Đức Thức (2002), Phát triển tư cho học sinh qua hệ thống câu hỏi tập hóa học nguyên tố phi kim trường THPT, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Huế 13- Đoàn Thị Thu Hiền (2005), Xây dựng hệ thống tốn hóa học giải nhanh dùng làm câu trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Vinh 14- Đặng Thị Thanh Bình (2006), Tuyển chọn xây dựng hệ thống tập hóa học bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 10 THPT (ban nâng cao), Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Vinh 15- Vũ Anh Tuấn (2006), Xây dựng hệ thống tập hóa học nhằm rèn luyện tư việc bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học trường trung học phổ thơng, Luận án tiến sĩ, ĐHSP TPHCM 16- Nguyễn Thị Thanh Thuỷ (2006), Phát triển lực nhận thức tư cho học sinh trung học phổ thơng qua tập hố học vô cơ, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Vinh 17- Nguyễn Cao Biên (2008), Rèn luyện lực độc lập, sáng tạo cho học sinh lớp 10 THPT qua hệ thống tập hóa học, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP TPHCM 18- Trần Thị Trà Hương (2009), Xây dựng hệ thống tập hóa vơ lớp 10 THPT nhằm củng cố kiến thức phát triển tư sáng tạo cho học sinh, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP TPHCM 19- Lê Thị Kim Thoa (2009), Tuyển chọn xây dựng hệ thống tập hoá học gắn với thực tiễn dùng dạy học hóa học trường THPT, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP TPHCM 20- Lê Thị Thanh Thủy (2009), Xây dựng hệ thống tập trắc nghiệm khách quan thiết kế máy vi tính để nâng cao chất lượng giảng dạy phần hóa vơ lớp 12 ban bản, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP TPHCM 21- Lê Thị Mỹ Trang (2009), Xây dựng hệ thống lý thuyết, tập phần hóa lý dùng bồi dưỡng học sinh giỏi, chuyên hóa trường THPT, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP TPHCM 22- Nguyễn Trần Thủy Tiên (2009), Ứng dụng Access Visualbasic.net để xây dựng quản lí hệ thống học, tập hóa học phần hidrocacbon, Luận văn thạc sĩ, trường ĐHSP TPHCM 23- Phan Thị Mộng Tuyền (2009), Sử dụng phương pháp dạy học phức hợp hướng dẫn học sinh giải tập phần hóa hữu lớp 11 chương trình bản, Luận văn thạc sĩ, ĐHSP TPHCM Nhìn chung, có nhiều đề tài nghiên cứu vấn đề sử dụng tập hóa học giảng dạy nhằm nâng cao chất lượng dạy học vận dụng với mục tiêu phương tiện cụ thể khác nhau, phù hợp với điều kiện trình độ thực tế học sinh 1.2 Bài tập hóa học 1.2.1 Khái niệm tập, câu hỏi, toán Theo nghĩa chung nhất, thuật ngữ “bài tập” (tiếng Anh) “Exercise”, tiếng Pháp – “Exercice” dùng để loạt hoạt động nhằm rèn luyện thể chất tinh thần (trí tuệ) [ 43, tr 223] Trong giáo dục, theo “Từ điển Tiếng Việt” Hồng Phê chủ biên, thuật ngữ “bài tập” có nghĩa “bài cho học sinh làm để vận dụng điều học” Theo Thái Duy Tuyên “bài tập hệ thông tin xác định bao gồm điều kiện yêu cầu đưa q trình dạy học, địi hỏi người học lời giải đáp, mà lời giải đáp tồn phần khơng trạng thái có sẵn người giải thời điểm mà tập đặt ra” [ 43, tr 223] Về mặt lí luận dạy học, tập bao gồm câu hỏi tốn mà hồn thành chúng học sinh nắm hay hoàn thiện tri thức, kĩ đó, cách trả lời miệng hay trả lời, viết kèm theo thực nghiệm Ở nước ta, SGK sách tham khảo, thuật ngữ “bài tập” dùng theo quan niệm Câu hỏi - làm mà hoàn thành chúng học sinh phải tiến hành loạt hoạt động tái hiện, trả lời miệng, trả lời viết hay có kèm thực hành xác minh thực nghiệm Thường câu hỏi, GV yêu cầu HS phải nhớ lại nội dung định luật, quy tắc, định nghĩa, khái niệm, trình bày lại mục SGK…[43, tr.223] Bài tốn - làm mà hoàn thành chúng HS phải tiến hành hoạt động sáng tạo Bất luận hình thức hồn thành tốn - nói miệng, hay viết, hay thực hành (thí nghiệm) - tốn xếp vào hai nhóm: định lượng (tính tốn) hay định tính [43, tr.224] Người ta thường lựa chọn toán câu hỏi đưa vào tập có tính tốn đến mục đích dạy học định, nắm hay hồn thiện dạng tri thức hay kĩ Chẳng hạn, tập nhằm mục đích hình thành kĩ lập cơng thức muối, viết phương trình phản ứng, nêu chất đồng phân, giải tốn hóa học thuộc kiểu đó, nêu đặc điểm ngun tố theo vị trí hệ thống tuần hồn ngun tố hóa học… Tùy theo tính chất hoạt động cần tiến hành (tái hay sáng tạo) mà tập gồm tồn câu hỏi, hay tồn tốn hay hỗn hợp câu hỏi lẫn tốn Tóm lại, tập xem phương tiện dạy học then chốt trình dạy học, dùng tập trình hình thành kiến thức, khai thác kiến thức, phát triển tư duy, hình thành kĩ năng, kĩ xảo cho người học kiểm tra, đánh giá chất lượng học tập… Như vậy, xem tập “vũ khí” sắc bén cho GV, HS trình dạy học sử dụng tập, yêu cầu quan trọng trình dạy học nhằm nâng cao chất lượng đào tạo 1.2.2 Bài tập hóa học 1.2.2.1 Tác dụng tập hóa học [8], [11] - Tác dụng trí dục: + Giúp cho học sinh hiểu cách xác khái niệm hóa học, nắm chất khái niệm học + Có điều kiện để rèn luyện, củng cố khắc sâu kiến thức hóa học bản, hiểu mối quan hệ nội dung kiến thức + Góp phần hình thành kĩ năng, kĩ xảo cần thiết mơn hóa học HS, giúp họ sử dụng ngơn ngữ hóa học đúng, chuẩn xác + BTHH cịn sử dụng nhiều q trình chuẩn bị nghiên cứu kiến thức + BTHH mở rộng hiểu biết cách sinh động, phong phú không làm nặng nề khối lượng kiến thức HS + BTHH có khả phát triển tư sáng tạo HS - Tác dụng đức dục: BT hóa học có tác dụng giáo dục đạo đức tư tưởng giải tập HS tự rèn luyện cho phẩm chất tốt người như: tính kiên nhẫn, chịu khó, cẩn thận, xác, khoa học, tính trung thực, tính sáng tạo, lịng u thích mơn - Tác dụng giáo dục kĩ thuật tổng hợp: Có khả để gắn kết nội dung học tập trường với thực tiễn đa dạng, phong phú đời sống xã hội sản xuất hóa học thể nội dung BTHH nguyên tắc kĩ thuật tổng hợp nguyên tắc ngược dòng, tận dụng nhiệt phản ứng… 1.2.2.2 Phân loại tập hóa học Hiện nay, có nhiều cách phân loại tập khác Vì vậy, cần có cách nhìn tổng quát dạng tập dựa vào việc nắm sở phân loại 1) Dựa vào nội dung toán học tập - Bài tập định tính (khơng có tính tốn) - Bài tập định lượng (có tính tốn) 2) Dựa vào nội dung tập hóa học - Bài tập định lượng - Bài tập lý thuyết - Bài tập thực nghiệm - Bài tập tổng hợp 3) Dựa vào tính chất hoạt động học tập học sinh - Bài tập lý thuyết (khơng có tiến hành thí nghiệm) - Bài tập thực nghiệm (có tiến hành thí nghiệm) 4) Dựa vào chức tập - Bài tập tái kiến thức (hiểu, biết, vận dụng) - Bài tập rèn luyện tư độc lập, sáng tạo (phân tích, tổng hợp, đánh giá) 5) Dựa vào kiểu hay dạng tập - Bài tập xác định CTPT hợp chất - Bài tập xác định thành phần % hỗn hợp - Bài tập nhận biết chất - Bài tập tách chất khỏi hỗn hợp - Bài tập điều chế chất - Bài tập hình vẽ… 6) Dựa vào khối lượng kiến thức - Bài tập đơn giản (cơ bản) - Bài tập phức tạp (tổng hợp) 7) Dựa vào cách thức kiểm tra - Bài tập trắc nghiệm - Bài tập tự luận 8) Dựa vào phương pháp giải tập - Bài tập tính theo cơng thức phương trình - Bài tập biện luận - Bài tập dùng giá trị trung bình - Bài tập dùng đồ thị… 9) Dựa vào mục đích sử dụng - Bài tập dùng để kiểm tra đầu - Bài tập dùng để củng cố kiến thức - Bài tập dùng để ôn luyện, tổng kết - Bài tập để bồi dưỡng học sinh giỏi - Bài tập để phụ đạo học sinh yếu… 10) Dựa theo bước trình dạy học - Bài tập mở bài, tạo tình dạy học - Bài tập vận dụng giảng - Bài tập củng cố, hệ thống hóa kiến thức - Bài tập nhà - Bài tập kiểm tra Ngồi ra, dựa vào đặc điểm hoạt động nhận thức chia thành: - Bài tập tái hiện: Bài tập yêu cầu HS nhớ lại, tái kiến thức, kĩ học - Bài tập sáng tạo: Bài tập yêu cầu HS phải áp dụng kiến thức, kĩ học để giải vấn đề tình mới, phải vận dụng phối hợp kiến thức để giải vấn đề Ở mức độ cao hơn, tập sáng tạo đòi hỏi HS giải vấn đề theo hướng mới, kĩ thuật mới, phương pháp Trong thực tế dạy học, có hai cách phân loại tập có ý nghĩa phân loại theo nội dung theo dạng 11 12 15 M  14n   119,6( g / mol ) Phản ứng cháy nổ xăng: 3n  C n H 2n 2  ( )O2  nCO2  (n  1) H O 3n  3.8,4  Thể tích O2 cần để đốt cháy lít xăng là:   13,1 (lít) 2 Thể tích khơng khí 5.13,1=65,5 (lít) V xang Tỉ lệ thể tích:  Vkk 65,5 Số mol xăng 1500g xăng 12,542 mol Khi đốt cháy 1,5 kg xăng cần số mol O2 tiêu thụ là:12,542  13,1=164,3(mol) Thể tích O2 tiêu thụ T=27,3+ 273=300,3K atm là: 4048,3(lít) Số mol CO2 tạo thành 105,35 Nhiệt tạo thành đốt cháy 1,5 kg xăng: 12,542  5337,8=66946,69(KJ) b Thể tích khơng khí so với thể tích xăng 57 lần c Chỉ số octan xăng cho: 76,308 Độ sáng lửa giảm dần theo thứ tự: axetilen, metan, hidro Nến có lửa sáng ancol etylic m gA  m g H2O CxHy y/2 H2O 12x+ y=y/2.18=9y 12x=8y CTĐGN C2H3 Do 150