Nâng cao hiệu quả dạy học các nội dung về hóa học phân tích ở trường trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH _ Phạm Thị Hằng NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC CÁC NỘI DUNG VỀ HĨA HỌC PHÂN TÍCH Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Chun 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: TS ĐỖ VĂN HUÊ Thành phố Hồ Chí Minh -2009 LỜI CẢM ƠN Luận văn hồn thành khơng nỗ lực thân mà cịn nhờ giúp đỡ tận tình q thầy cơ, đồng nghiệp, bạn bè, gia đình em học sinh Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Đỗ Văn Huê - Thầy tận tình hướng dẫn sun suốt tồn trình thực luận văn: từ lúc đề tài ý tưởng đến lúc luận văn hồn thành Tác giả xin bày tỏ lịng tri ân chân thành đến PGS TS Trịnh Văn Biều, Trưởng khoa Hóa Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh - Thầy động viên tinh thần, nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện cho chúng tơi suốt q trình hồn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn quý thầy cô truyền đạt tất kiến thức, kinh nghiệm để chúng tơi hồn thành khóa học; Xin cảm ơn bạn đồng nghiệp, em học sinh nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện tốt để thực nghiệm đề tài; Xin cảm ơn gia đình cho tác giả bờ vai vững chãi để vượt qua khó khăn Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 12/12/2009 Tác giả DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CSVC : sở vật chất ĐC : đối chứng GV : giáo viên HS : học sinh HTTC : hình thức tổ chức NXB : nhà xuất PP : phương pháp PPDH : phương pháp dạy học PPTC : phương pháp tích cực SBT : sách tập SGK : sách giáo khoa SL : số lượng THPT : trung học phổ thông TN : thực nghiệm Tp HCM : thành phố Hồ Chí Minh MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Luật Giáo dục, điều 28.2, ghi “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm, rèn kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” Để thực mục tiêu đó, địi hỏi người GV phải đổi PPDH GV trở thành người thiết kế, tổ chức, hướng dẫn hoạt động học tập, đặc biệt phải trọng rèn luyện PP phát huy lực tự học HS Muốn vậy, người GV phải có trình độ chun mơn sâu, rộng, có khả tổ chức tài liệu tự học tốt cho HS, có trình độ sư phạm lành nghề Trong chương trình SGK nâng cao, nội dung hóa phân tích trọng xây dựng với nhiều nội dung kiến thức mở rộng, nâng cao Mặt khác, nội dung hóa học phân tích nội dung địi hỏi độ xác cao, mức độ kiến thức hóa học THPT có hạn Do vậy, việc dạy học có hiệu nội dung cịn nhiều hạn chế Hiệu dạy học nâng cao GV vận dụng linh hoạt PP, phương tiện dạy học có hiệu quả, đặc biệt tư liệu trực quan, PPDH tích cực…trong q trình giảng dạy lớp Chỉ thực việc vậy, GV làm nhẹ nhàng kiến thức mà khơng làm giảm tính khoa học nội dung; Từ kích thích niềm say mê học tập mơn HS Đồng thời, khuyến khích HS học tập phát huy lực tự học, tự nghiên cứu, tìm tịi, khám phá, vận dụng linh hoạt kiến thức vào tình thực tế nhằm khắc sâu kiến thức Từ yêu cầu thực tế đó, mong muốn tạo tiền đề cần thiết để dạy học có hiệu nội dung hóa học phân tích trường THPT Đây lí mà chúng tơi nghiên cứu đề tài “NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC CÁC NỘI DUNG VỀ HÓA HỌC PHÂN TÍCH Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG” Mục đích nghiên cứu Nâng cao hiệu dạy học nội dung hóa học phân tích trường trung học phổ thông Nhiệm vụ nghiên cứu Đọc nghiên cứu tài liệu có liên quan đến đề tài Xây dựng sở lí luận đề tài nghiên cứu Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “Sự điện li” - lớp 11 nâng cao Nhận xét số tập SGK, SBT chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao Thiết kế hệ thống tập bổ sung tập sách giáo khoa, sách tập Thiết kế số tài liệu trực quan hóa học phần mềm flash powerpoint Thiết kế giáo án chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao có sử dụng PPDH tích cực tập hóa học để nâng cao hiệu dạy học Thực nghiệm sư phạm Đối tượng khách thể nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Việc dạy học nội dung chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao Khách thể nghiên cứu: Q trình dạy học hóa học trường trung học phổ thông Phương pháp nghiên cứu Đọc nghiên cứu tài liệu có liên quan đến đề tài Phân tích tổng hợp, hệ thống hóa, khái quát hóa Điều tra thực trạng, thống kê, phân tích Thực nghiệm sư phạm Xử lí số liệu thống kê toán học Phạm vi nghiên cứu Chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao Giả thuyết khoa học Nếu đề tài thành công nâng cao hiệu dạy học nội dung hóa học phân tích trường THPT Điểm đề tài Thiết kế số tài liệu trực quan hỗ trợ việc dạy học chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao Nhận xét số tập sách giáo khoa, sách tập chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao Xây dựng số nguyên tắc xây dựng tập hóa học Xây dựng quy trình thiết kế hệ thống tập chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao Thiết kế hệ thống tập bổ sung chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao Thiết kế giáo án điện tử có sử dụng PPDH tích cực tập xây dựng nhằm nâng cao hiệu dạy học chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Nâng cao hiệu dạy học trường THPT 1.1.1 Khái niệm Hiệu gì? Theo [28], “Hiệu kết yêu cầu việc làm mang lại” Theo [31], “Hiệu kết rõ rệt” Như vậy, hiệu danh từ dùng để kết việc làm mang lại, kết đạt theo yêu cầu, mong muốn, mục tiêu đặt người tập thể thực việc làm Hiệu dạy học gì? Theo [19], “Hiệu giáo dục” kết hoạt động giáo dục nói chung mang lại tất mặt đức, trí, thể, mĩ cho đối tượng so với yêu cầu đặt điều kiện xác định Hiệu giáo dục sở đào tạo, đơn vị trường học cao hay thấp thể số đạt so với kế hoạch học lực (xuất sắc, giỏi, khá, yếu kém), hạnh kiểm, thể chất, tỉ lệ lên lớp, lưu ban, tốt nghiệp Vậy hiểu khái niệm “Hiệu dạy học” kết so với yêu cầu đặt điều kiện xác định hoạt động dạy học nói chung mang lại cho đối tượng Kết tri thức khoa học nhân loại mà người học thu nhận được nhiều, lưu giữ lâu, vận dụng vào thực tế sống 1.1.2 Các nguyên tắc việc dạy học có hiệu [21] Nguyên tắc 1: Gây hứng thú học cho HS giảng giải rõ ràng GV cần làm cho nội dung giảng dạy trở nên hấp dẫn để kích thích hứng thú HS, làm cho họ thích học Khi họ sẵn sàng học tập, dù có vất vả Ngun tắc 2: Có ý thức tơn trọng HS việc học em GV cần giúp cho người học cảm thấy họ làm chủ nội dung mơn học, thành công nhanh số việc; GV cần thể tinh thần bao dung, độ lượng giúp đỡ người học, tránh thái độ làm cho họ mặc cảm Nguyên tắc 3: Có đánh giá phản hồi phù hợp HS Cần cho HS biết đánh giá GV việc học với lời nhận xét, lời khuyên sát hợp với em; Chất lượng trình đánh giá nét đặc trưng việc dạy tốt Nguyên tắc 4: Chỉ mục tiêu rõ ràng thách thức trí tuệ Mục tiêu rõ ràng trình dạy học phải là: đạt hiệu vừa GV, HS Một thách thức trí tuệ dạy học có hiệu cách xử lí mối quan hệ việc khuyến khích tự tư yêu cầu tuân thủ nguyên tắc trước hết mặt nhận thức khoa học 1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu dạy học [21] Hiệu dạy học mang lại tiết học, hay thời gian ngắn, mang lại nhờ GV, nhờ HS, nhờ phương tiện thiết bị dạy học đại…Mà để mang lại hiệu trình dạy học trình lâu dài, kết hợp tổng hòa yếu tố khác như: Nội dung chương trình: Hiệu dạy học nâng cao HS tạo điều kiện cho hoạt động tích cực nhiều HS chủ động tham gia vào hoạt động học tập mà GV thiết kế để lĩnh hội kiến thức cần có Thế điều khơng thể thực GV HS bị áp lực thời gian khối lượng kiến thức cần nhớ tái nhiều vận dụng Phương pháp dạy học: Phương pháp dạy học người GV định đến chất lượng lên lớp, ảnh hưởng lớn đến thái độ học tập HS Dù người GV có chuẩn bị nội dung phong phú truyền đạt thơng qua thuyết trình khơng thể mang lại hiệu cao Đó diễn thuyết khơ khan, khơng có sức hút Do vậy, GV cần có phối hợp PPDH khác nhau, hình thức dạy học khác nhau, đặc biệt PPDH tích cực để tăng cường cho HS hoạt động, đem lại say mê, hứng thú học tập cho HS Giáo viên: Có vai trị quan trọng nhất! GV cần có kiến thức tổng quát mặt đào tạo chu thích ứng với nhiệm vụ đa dạng phức tạp, vừa có trình độ chun mơn sâu, trình độ sư phạm lành nghề Và có tư tưởng tiến bộ: ham học hỏi, ứng dụng biết định hướng phát triển HS theo mục tiêu giáo dục đảm bảo tự cho HS hoạt động nhận thức Học sinh: Học sinh đóng vai trị chủ động hoạt động nhận thức mơi trường học tập Do đó, HS cần có phẩm chất lực thích ứng mơi trường học tập nhận thức mục đích, động học tập có ý thức trách nhiệm với thân tập thể lớp, tự giác, có tinh thần tự học, cầu tiến, say mê học tập Cơ sở vật chất: Một giảng dù chuẩn bị chu đáo CSVC khơng đáp ứng hiệu không mong muốn Chẳng hạn, để ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học, lại khơng trang bị phịng chức năng, trang bị hệ thống máy móc thiết bị hỗ trợ 1.1.4 Sử dụng phương pháp dạy học để nâng cao hiệu dạy học mơn hóa học trường trung học phổ thông [3], [4], [5], [6], [8], [10], [26], [29], [30], [39] 1.1.4.1 Định hướng đổi phương pháp dạy học a) Đổi phương pháp dạy học gì? Sự nghiệp cơng nghiệp hố, đại hóa đất nước (2000-2020), thách thức trước nguy tụt hậu đường tiến vào kỉ XXI cạnh tranh trí tuệ địi hỏi đổi giáo dục, có đổi phương pháp dạy học Định hướng đổi PP dạy học xác định Nghị Trung ương khoá VII (1/1993), Nghị Trung ương khoá VIII (12/1996), thể chế hoá Luật Giáo dục (12/1998), cụ thể hoá Chỉ thị Bộ Giáo dục – Đào tạo, đặc biệt Chỉ thị số 15 (4/1999) Luật Giáo dục, điều 24.2, ghi “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” b) Định hướng đổi phương pháp dạy học Cốt lõi đổi PPDH hướng tới hoạt động học tập tích cực, chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động: Đổi nội dung hình thức hoạt động GV HS, đổi HTTC dạy học, đổi hình thức tương tác xã hội dạy học định hướng Bám sát mục tiêu giáo dục phổ thông Phù hợp với nội dung dạy học cụ thể Phù hợp với đặc điểm lứa tuổi HS Phù hợp với CSVC, điều kiện dạy học nhà trường Phù hợp với việc đổi kiểm tra, đánh giá kết dạy - học Kết hợp việc tiếp thu sử dụng có chọn lọc, có hiệu PPDH tiên tiến, đại với việc khai thác yếu tố tích cực PPDH truyền thống Tăng cường sử dụng phương tiện dạy học, thiết bị dạy học đặc biệt lưu ý đến ứng dụng công nghệ thông tin c) Một số xu hướng đổi phương pháp dạy học Phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo người học Chuyển trọng tâm hoạt động từ GV sang HS Chuyển lối học từ thơng báo tái sang tìm tịi, khám phá Cá thể hóa việc dạy học Sử dụng tối ưu phương tiện dạy học, đặc biệt tin học công nghệ thông tin vào dạy học Tăng cường khả vận dụng kiến thức vào đời sống Chuyển từ lối học nặng tiêu hóa kiến thức sang lối học coi trọng việc vận dụng kiến thức Cải tiến việc kiểm tra đánh giá kiến thức Phục vụ ngày tốt hoạt động tự học phương châm tự học suốt đời Gắn dạy học với nghiên cứu khoa học với mức độ ngày cao (theo phát triển HS, theo cấp học, bậc học) 1.1.4.2 Các phương pháp dạy học tích cực a) Phương pháp tích cực gì? Phương pháp tích cực thuật ngữ rút gọn, dùng nhiều nước, để phương pháp giáo dục/dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo người học Tích cực phương pháp tích cực dùng với nghĩa hoạt động, chủ động trái nghĩa với không hoạt động, thụ động không dùng theo nghĩa trái với tiêu cực Phương pháp tích cực hướng tới việc hoạt động hóa, tích cực hóa hoạt động nhận thức người học, nghĩa tập trung vào phát huy tính tích cực người học tập trung vào phát huy tính tích cực người dạy b) Những dấu hiệu đặc trưng phương pháp tích cực Có thể nêu dấu hiệu đặc trưng bản: Dạy học tăng cường phát huy tính tự tin, tích cực, chủ động, sáng tạo thông qua tổ chức hoạt động học tập HS Dạy học trọng rèn luyện phương pháp phát huy lực tự học Tăng cường học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác Kết hợp đánh giá thầy với tự đánh giá trò c) Một số PPDH, HTTC dạy học tích cực trường phổ thơng Thực dạy học tích cực khơng có nghĩa gạt bỏ PPDH truyền thống Trong hệ thống PPDH truyền thống có nhiều PPTC Về mặt hoạt động nhận thức, PP thực hành “tích cực” PP trực quan, PP trực quan “sinh động” PP thuyết trình o Phương pháp thuyết trình Trong PPDH PP thuyết trình coi PP tích cực Tuy nhiên, PP thuyết trình có giá trị Để phát huy tính tích cực PP, người GV nên dùng kiểu thuyết trình Ơrixtic kiểu thơng báo - tái o Phương pháp trực quan Với vấn đề trừu tượng, khó hiểu việc sử dụng PP trực quan có hiệu quả: giúp HS dễ hiểu nhớ lâu Thí nghiệm hóa học Trong phương tiện trực quan sử dụng dạy học hóa học thí nghiệm hóa học phương tiện trực quan quan trọng Thí nghiệm thường sử dụng với hai mục đích: dùng theo PP minh họa, chứng minh; dùng theo PP nghiên cứu Như vậy, sử dụng thí nghiệm theo PP nghiên cứu mang tính tích cực theo PP minh họa Mơ dạy học hóa học Sử dụng mơ khi: Khơng có thiết bị tiến hành thí nghiệm Mơ nội dung lý thuyết, gắn liền với tình thực tế Các hoạt động tầm vĩ mô, nguy hiểm, chuẩn bị tốn thời gian, xảy nhanh chậm, khó theo dõi; cần nhiều mẫu khác để minh họa o Phương pháp nghiên cứu Bản thân PP nghiên cứu PPDH tích cực Vấn đề GV cần có sáng tạo để sử dụng PP vào nội dung dạy học phù hợp o Bài tập hóa học Tác dụng tập hóa học: Giúp HS hiểu cách xác khái niệm hoá học, nắm chất khái niệm học Giúp HS có điều kiện để rèn luyện, củng cố khắc sâu kiến thức hoá học bản, hiểu mối quan hệ nội dung kiến thức Góp phần hình thành kĩ năng, kĩ xảo cần thiết mơn hố học HS, giúp sử dụng ngơn ngữ hoá học đúng, chuẩn xác Tạo điều kiện để tư phát triển Mở rộng hiểu biết cách sinh động, phong phú không làm nặng nề kiến thức HS Có khả để gắn kết nội dung học tập trường với thực tiễn đa dạng, phong phú đời sống xã hội sản xuất hoá học Tác dụng đức dục Như vậy, tập hóa học cung cấp cho HS kiến thức, đường giành lấy kiến thức, niềm vui sướng phát kiến thức Bài tập hóa học vừa mục đích, vừa nội dung, lại vừa PPDH hiệu nghiệm Bản thân tập hóa học PPDH tích cực, song tính tích cực nâng cao sử dụng nguồn kiến thức để HS tìm tịi dùng để tái kiến thức Phụ lục Hướng dẫn giải số BT thiết kế Dạng 1: Hiện tượng dẫn điện, điện li, chất điện li Bài Vì tan nước axit, bazơ, muối phân li ion Bài - Chất điện li là: KMnO4, NaHSO3, KNO3, H2SO3, H2SO4, HCl, Ba(OH)2 , BaSO4, Fe(OH)3, H2SiO3, AgCl - Chất không điện li là: C2H5OH,SO2, C6H12O6, NO2,CaO, Na2O, Cl2, C6H6 Bài Phương trình hóa học phản ứng: Cl2 + H2O HCl + HClO Khí Cl2 khơng phải chất điện li tan nước không phân li ion Dung dịch sau phản ứng dẫn điện phản ứng tạo thành axit (HCl, HClO)-là chất điện li, chúng phân li ion Bài a) CaO + H2O Ca(OH)2 b) Canxi oxit khơng phải chất điện li, tan nước không phân li ion mà tác dụng với nước tạo thành dung dịch bazơ: Ca(OH)2Ca2+ +2OH– làm phenolphtalien hóa hồng Bài Vì nước dung mơi phân cực, HCl phân li ion tan nước Cịn benzen dung mơi khơng phân cực, nên hịa tan vào benzen HCl khơng phân li ion Bài KCl hợp chất ion Khi cho KCl tinh thể vào nước, ion K+ Cl- bề mặt tinh thể hút chúng phân tử H2O Quá trình tương tác phân tử nước có cực ion muối kết hợp với chuyển động hỗn loạn không ngừng phân tử nước làm cho ion K+ Cl- muối tách dần khỏi tinh thể hịa tan nước Như vậy, ion khơng tồn tự mà tồn dạng ion hiđrat hóa Phương trình điện li sau: KCl (dd)  K+ (dd) + Cl-(dd) Bài Dung dịch chất điện li dẫn điện tốt Al2(SO4)3 Vì dung dịch có nồng độ ion lớn Bài Trong dung mơi nước, HCl axit mạnh phân li hồn tồn thành ion; Cịn dung mơi axit CH3COOH, HCl phân li yếu Bài Khi chưa sục CO2, đèn sáng mạnh,do Ca(OH)2 chất điện li mạnh Khi sục từ từ CO2 đèn sáng yếu dần, phản ứng (1) làm giảm nồng độ ion dung dịch Khi CO2 dư đèn sáng mạnh dần phản ứng (2) làm tăng nồng độ ion dung dịch Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O (1) ; CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (2) Dạng 2: Viết phương trình điện li chất điện li dung dịch Định luật bảo tồn điện tích Bài Cho ion có dung dịch, xác định chất điện li ban đầu có a) KNO3 ; b) Al2(SO4)3 ; c) CaCl2, Ca(NO3)2 ; d) KHCO3, K2SO4, Mg(HCO3)2, MgSO4 Bài a) a+2b+3c = x+2y b) Thế giá trị a, b, c, x vào biểu thức câu a vào ta tính y=0,25 (mol) c) khối lượng rắn khan = tổng khối lượng ion dung dịch Suy m = 0,1.23 + 0,15.24 + 0,1.27 + 0,2.35,5 + 0,25.96 = 39,7 (g) d) NaCl, MgCl2, AlCl3, Na2SO4, MgSO4, Al2(SO4)3 Bài a) số mol ion Cl- = 0,7mol b) m rắn khan = 61,15 g Bài a) Các chất điện li sử dụng: NaNO3, Na2SO4, Fe(NO3)3, Fe2(SO4)3 b) Gọi x, y (mol/l) nồng độ mol ion Na+ Fe3+ nNa+ =0,2x (mol) ; nFe3+ =0,2y (mol) ; nSO2- =0,2.1,5=0,3(mol); nNO- =0,2.0,5=0,1 (mol) Ta có: 0,2x + 0,2y.3 = 0,3.2 + 0,1=0,7  x+ 3y =3,5 (1) Khi cô cạn dung dịch, ta có 0,2x.23 + 0,2y.56+0,3.96+ 0,1.62 = 48,5 46x + 112y=135 (2) Từ (1) (2) suy hệ phương trình, giải hệ, ta x = 1(mol/l) y =0,5(mol/l) Dạng 3: Độ điện li α, số phân li 21 Bài n = 3,09.10  0,51.102 (mol ) ; n =0,1(mol) ion C6 H 5COOH ban đầu 6,02.1023 a) Ta có cân C6H5COOH C6H5COO- + H+ nC H COO- =n H+  0,51.102  0,255.102 (mol )  C6 H5COO-  =  H+  =0,255.102 (mol / l ) b) Tính độ điện li axit C6H5COOH = 0,255.10-2  0,0255  2,55% 0,1 Bài Gọi α độ diện li HF H++ Ta có cân bằng: HF Ban đầu: 0,01 Phân li: 0,01α 0,01α Cân bằng: 0,01(1-α) 0,01α F(M) 0,01α (M) 0,01α (M) = K =  0,01   103,7  0,01 , giải ta α =0,13 a 0,01(1   ) 1 Bài Xét trường hợp chung, dung dịch HCOOH có nồng độ C (M), độ điện li α Ta có cân bằng: HCOOH HCCO- + H+ Ban đầu: C (M) Phân li: Cα Cα Cα (M) Cân bằng: C(1-α) Cα Cα (M) Ka = C2  C. , Giả sử α