Xây dựng các kĩ thuật giải toán trắc nghiệm hóa hữu cơ bồi dưỡng năng lực tư duy hóa học cho học sinh thpt luận văn thạc sỹ hóa học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH                                                               NGUYỄN HỮU HẬU                   XÂY DỰNG CÁC KĨ THUẬT GIẢI TỐN TRẮC NGHIỆM HĨA HỮU CƠ BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY HÓA HỌC CHO HỌC SINH THPT       LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC                               TPHCM - 2012   BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH   NGUYỄN HỮU HẬU       XÂY DỰNG CÁC KĨ THUẬT GIẢI TỐN TRẮC NGHIỆM HĨA HỮU CƠ BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY HÓA HỌC CHO HỌC SINH THPT   Chuyên ngành: Lí luận Phương pháp dạy học mơn hóa học Mã số: 60.14.10   LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC        Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS CAO CỰ GIÁC         TPHCM - 2012                                             LỜI CẢM ƠN Sau  một  thời  gian  nghiên  cứu,  luận  văn  với  đề  tài  “Xây dựng kĩ thuật giải tốn trắc nghiệm hóa hữu bồi dưỡng lực tư hóa học cho học sinh THPT”. Để hồn thành luận văn này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến:  -  Thầy  giáo  PGS.TS Cao Cự Giác – Trưởng  Bộ  mơn  Lí  luận  và  phương  pháp  dạy  học  hố  học,  khoa  Hóa  trường  Đại  học  Vinh,  đã  giao  đề  tài,  tận  tình  hướng  dẫn  và  tạo  mọi  điều  kiện  thuận  lợi  nhất  cho  tơi  nghiên  cứu  và  hồn  thành  luận văn này.  -  Thầy  giáo  PGS.TS Nguyễn Xuân Trường  và  PGS.TS Lê Văn Năm  đã  dành nhiều thời gian đọc và viết nhận xét cho luận văn.  - Ban chủ  nhiệm khoa Sau đại học, Ban  chủ  nhiệm khoa Hố học cùng các  thầy giáo, cơ giáo thuộc Bộ mơn Lí luận và phương pháp dạy học hố học khoa Hố  học trường ĐH Vinh đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tơi hồn thành  luận văn này.  Tơi  cũng  xin  cảm  ơn  tất  cả  những  người  thân  trong  gia  đình,  Ban  giám  hiệuTrường Đại học Sài Gịn, Trường THPT Gia Định, THPT Trưng Vương, THPT  Nguyễn  Thị Diệu,  bạn  bè, đồng  nghiệp các em học sinh đã động  viên, giúp đỡ tơi  trong suốt q trình học tập và thực hiện luận văn này.                                                                     Tp HCM, 5  tháng 10 năm 2012  Nguyễn Hữu Hậu Luận văn Thạc Sĩ                             Cán bộ hướng dẫn khoa học: Phó GS -TS.Cao Cự Giác  MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Giả thuyết khoa học Khách thể đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài PHẦN II: NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Quan niệm Kĩ thuật-Phương pháp- Kĩ giải toán trắc nghiệm 1.1.1 Phương pháp 1.1.2 Kĩ thuật 1.1.3 Kĩ 1.2 Tư lực tư hóa học 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Đặc điểm tư 1.2.3 Phẩm chất tư 1.2.4 Các thao tác tư phương pháp logic 1.2.5 Những hình thức tư 1.2.6 Tư hóa học lực tư hóa học 10 1.2.7 Các biện pháp bồi dưỡng lực tư hóa học 11 1.3 Vai trò BTTN với việc bồi dưỡng lực tư hóa học 12 1.4 Thực trạng sử dụng tập trắc nghiệm hóa học trường THPT 13  TIỂU KẾT CHƯƠNG I  14  Luận văn Thạc Sĩ                            Cán bộ hướng dẫn khoa học: Phó GS -TS.Cao Cự Giác   Chương 2.  KĨ THUẬT GIẢI TỐN TRẮC NGHIỆM HĨA HỮU CƠ 2.1. Xây dựng kĩ thuật giải tốn trắc nghiệm hóa hữu THPT 14   2.2 Các dạng tập 14 2.2.1 XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ 15 2.2.2  ÁP DỤNG BTKL VÀ BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ 21  2.2.3  DỰA VÀO SỐ NGUYÊN TỬ TRUNG BÌNH GIẢI CÁC BÀI TOÁN HỖN HỢP CÁC CHẤT CÙNG DÃY ĐỒNG ĐẲNG 30  2.2.4 TỐN XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC PHÂN TỬ- CƠNG THỨC CẤU TẠO HIDROCACBON DỰA VÀO PHẢN ỨNG ĐẶC TRƯNG 35 2.2.5 CÁC DẠNG TOÁN VỀ ANCOL-PHENOL THƯỜNG GẶP 43 2.2.5.1 Xác định CTPT CTCT dựa vào phản ứng nhóm OH 43  2.2.5.2 Dựa vào phản ứng ANCOL tách nước ( H2SO4 đđ tạo ete tạo anken) 52 2.2.5.3 Dựa vào phản ứng oxihóa khử ( phản ứng cháy ) ……………………………….58   2.2.6 CÁC DẠNG TOÁN VỀ ANĐEHIT-AXIT THƯỜNG GẶP 63 2.2.6.1 Xác định CTPT CTCT dựa vào phản ứng nhóm -CH=O 63  2.2.6.2 Tốn tổng hợp anđehit dựa vào phản ứng đặc trưng 72 2.2.6.3 Xac định CTPT CTCT dựa vào phản ứng nhóm -COOH .80  2.2.6.4 Toán tổng hợp axit dựa vào phản ứng đặc trưng ( phản ứng cháy, phản ứng tráng gương axit fomic .) .88 2.2.7 CÁC DẠNG TOÁN VỀ ESTE – CHẤT BÉO THƯỜNG GẶP 97 2.2.7.1 Xác định hiệu suất phản ứng este hóa 97 2.2.7.2 Xác định CTPT- xác định CTCT ESTE dựa vào phản ứng cháy phản ứng thủy phân 100  2.2.2.7.3 Toán số axit – số xà phịng hóa 109 2.2.8 CÁC BÀI TOÁN HIỆU SUẤT VỀ CACBOHIĐRAT 113  2.2.9  CÁC DẠNG TOÁN VỀ AMIN THƯỜNG GẶP 119  2.2.9.1 Xác định CTPT amin dựa vào phản ứng cháy 119 2.2.9.2 Xác định CTPT-CTCT amin dựa vào phản ứng nhóm –NH2 126 2.2.10 CÁC DẠNG TOÁN VỀ AMINOAXIT THƯỜNG GẶP 130 2.2.10.1 Xác định CTPT aminoaxit dựa vào phản ứng cháy 130  2.2.10.2 Xác định aminoaxit dựa vào phản ứng -NH2 -COOH 134 Luận văn Thạc Sĩ                             Cán bộ hướng dẫn khoa học: Phó GS -TS.Cao Cự Giác  2.2.11 CÁC BÀI TOÁN VỀ PEPTIT- PROTEIN THƯỜNG GẶP 140 2.2.12 CÁC DẠNG TOÁN VỀ POLIME THƯỜNG GẶP 144 2.2.12.1 Xác định số mắc xích hệ số polime 144 2.2.12.2 Xác định tỉ lệ số mắc xích monome tạo polime 148 2.2.3 GIÁO ÁN SỬ DỤNG CÁC KĨ THUẬT GIẢI TỐN HĨA HỮU CƠ PHÁT TRIỂN TƯ DUY VÀ HỔ TRỢ KHẢ NĂNG TỰ HỌC CHO HỌC SINH 152 2.2.3.1 CÁC BÀI TOÁN HIỆU SUẤT VỀ CACBOHIĐRAT 152 2.2.3.2.  CÁC BÀI TOÁN VỀ AMIN – AMINOAXIT 157 2.2.4 CÁC ĐỀ KIỂM TRA 161 2.2.4.1 ĐỀ KIỂM TRA VỀ CACBOHIĐRAT( Thời gian: 45 phút) 161 2.2.2.4.2 ĐỀ KIỂM TRA VỀ AMIN –AMINOAXIT- POLIME 165 2.2.4.3 ĐỀ KIỂM TRA HĨA 12 CHƯƠNG TRÌNH HỮU CƠ 169 TIỂU KẾT CHƯƠNG II   173               Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 174 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 174 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 174 3.3 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 174 3.3.1 Chọn đối tượng địa bàn thực nghiệm sư phạm 174 3.3.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 175 3.4 Kết thực nghiệm sư phạm, phân tích, đánh giá 175 3.4.1 Xử lí kết thực nghiệm sư phạm 175 3.4.2 Lập bảng, biểu vẽ đồ thị đường lũy tích 176 3.5 Phân tích kết thực nghiệm sư phạm 192 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 192 TÀI LIỆU THAM KHẢO 194 PHỤ LỤC                                             PHẦN THỨ NHẤT  MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Giáo dục đào tạo là quốc sách hàng đầu, có tác dụng to lớn trong cơng cuộc  phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội của đất nước. Chính vì thế việc đổi mới phương  pháp dạy học trong  nhà trường phổ thơng theo tinh thần Nghị Quyết IX của Đảng  đã được chỉ rõ: ‘‘phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tích tích cực, tự  giác, chủ động sáng tạo của học sinh phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, từng  mơn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào  thực tiễn tác động đến tình cảm đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”   Để đạt được những điều đó cùng với sự thay đổi về nội dung và hình thức tổ  chức  dạy  học,hình  thức  tổ  chức  thi    chúng  ta  cần  thay  đổi  phương  pháp  giáo  dục  theo hướng khuyến  khích học sinh tư  duy độc  lập, phát  biểu quan điểm riêng của  mình  về  mọi  vấn đề. Điều  mấu chốt  là phải cung cấp cho học sinh  những phương  pháp  tư  duy  logic  chứ  không  phải  là  nhồi  nhét  kiến  thức.  Chẳng  hạn  như:  hình  thành cho học sinh kĩ năng phân tích và tổng hợp ở tất cả các bộ mơn trong đó có bộ  mơn hóa học; bởi hóa học là mơn khoa học có rất nhiều ứng dụng cho cuộc sống và  các  ngành  khoa  học  khác,  góp  phần  đẩy  mạnh  sự  phát  triển  của  đất  nước  nhất  là  trong thời kỳ đổi mới.   Trong chương trình hóa học phổ thơng để nắm bắt đầy đủ các kiến thức của  bộ  mơn thì  bài tập hóa học được đặc biệt quan  tâm  vì  nó  là phương tiện hữu hiệu  trong giảng dạy hóa học. Thơng qua việc giải bài tập sẽ giúp học sinh rèn luyện tư  duy,  tính  tích  cực,  sự  sáng  tạo  và  hứng  thú  trong  học  tập.  Việc  lựa  chọn  phương  pháp thích hợp để giải bài tập càng có ý nghĩa quan trọng hơn. Mỗi bài tập cụ thể có  nhiều phương pháp giải khác nhau. Nếu biết lựa chọn phương pháp hợp lý, sẽ giúp  học sinh tiết kiệm thời gian nắm vững hơn bản chất của các hiện tượng hóa học.   Chính vì vậy việc trang bị cho học sinh các kĩ thuật giải tốn trắc nghiệm hóa  học đặc biệt là ở giai đoạn đầu thay đổi cách kiểm tra- đánh giá bằng hình thức trắc  nghiệm khi các em vừa chuyển từ phương pháp tự luận sang trắc nghiệm hóa học là  hết sức quan trọng và cần thiết, nó sẽ giúp các em có nền tảng vững chắc để tiếp tục  học  tốt  mơn  hóa  học.  Tuy  nhiên,  việc  làm  đó  chưa  được  quan  tâm  sâu  sắc  ở  các  Trang Luận văn Thạc Sĩ                             Cán bộ hướng dẫn khoa học: Phó GS -TS.Cao Cự Giác  trường trung học, giáo viên chỉ hướng dẫn lý thuyết và cho học sinh giải bài tập một  cách chung chung, chứ khơng đi vào các kĩ thuật giải cho từng dạng bài tập.   Điều đó sẽ gây nhiều khó khăn khi các em bước và các kì thi quan trọng sắp  tới.  Trên cơ sở thực tiễn đó, chúng tơi chọn đề tài ‘‘ Xây dựng kĩ thuật giải tốn trắc nghiệm hóa học hữu nhằm bồi dưỡng lực tư hóa học cho học sinh trung học phổ thơng” làm luận văn cao học.  Mục đích nghiên cứu  dựng kĩ thuật giải tốn trắc nghiệm hóa học cơ bản, nâng cao và cụ thể xoay quanh  chương  trình  hóa  học  trung  học  phổ  thơng  để  phát  triển  kĩ  thuật    giải  tốn  trắc  nghiệm hóa học của  học sinh.  Từ đó  bồi dưỡng  năng  lực tư duy hóa học cho học  sinh THPT.  Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn có liên quan đến đề tài.  Xây dựng kĩ thuật giải tốn trắc nghiệm hóa học nhằm giúp cho học sinh vận dụng  tốt kiến thức lí thuyết linh hoạt sang tạo giải quyết tình huống các q trình biến đổi  hóa học…   Các biện pháp bồi dưỡng năng lực tư duy hóa học thơng qua các kĩ thuật giải bài tập  trắc nghiệm hóa hữu cơ.  Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả và tính khả thi của đề tài.  Giả thuyết khoa học   Kĩ thuật giải tốn trắc nghiệm hóa học sẽ góp phần quan trọng trong việc xây  dựng nền tảng kiến thức hóa học, rèn luyện tư duy, tính chủ động sáng tạo và hứng  thú học tập cho học sinh.   Khách thể đối tượng nghiên cứu Khách  thể  nghiên  cứu:  Quá  trình  giải  bài  tập  trắc  nghiệm  hóa  học  của  học  sinh  11,12 và bồi dưỡng năng lực tư duy hóa học cho học sinh THPT.  Đối  tượng  nghiên  cứu:  Hệ  thống  bài  tập  trắc  nghiệm  hóa  học  trong  chương  trình  hóa học phổ thơng.   Phương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận Trang Luận văn Thạc Sĩ                            Cán bộ hướng dẫn khoa học: Phó GS -TS.Cao Cự Giác  Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học hóa học cho học sinh ở trường trung học phổ  thơng.   Nghiên  cứu  vai  trị  của  bài  tập  trắc  nghiệm  hóa  học  trong  việc  giảng  dạy  bộ  mơn  hóa học .   Nghiên cứu cấu trúc, nội dung chương trình sách giáo khoa hóa học .   Nghiên  cứu  các  tài  liệu,  sách  bài  tập,  sách  tham  khảo  về  kĩ  thuật  giải  tốn  trắc  nghiệm Hóa học.   6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Điều  tra  cơ  bản:  Tìm  hiểu  q  trình  dạy  học  hố  học  ở  các  trường  trung  học  phổ  thơng, từ đó đề xuất vấn đề nghiên cứu.  Tổng  kết  kinh  nghiệm  giáo  dục:  Trao  đổi,  tổng  kết  kinh  nghiệm  về  vấn  đề  các  kĩ  thuật  giải bài tập trắc nghiệm hóa học với các giáo viên có kinh nghiệm trong lĩnh  vực này ở khối trung học phổ thơng.  Thực  nghiệm  sư  phạm:  Nhằm  xác  định  hiệu  quả  và  tính  khả  thi  của  nội  dung  đề  xuất.  6.3 Thực nghiệm sư phạm -  Mục đích: Nhằm xác định tính đúng đắn của giả thuyết khoa học, hiệu quả và tính  khả thi của các nội dung đề xuất.  - Phương pháp xử lí thơng tin: dùng phương pháp thống kê tốn học trong khoa học  giáo dục để xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm.  Những đóng góp đề tài 7.1 Về mặt lí luận -  Đề xuất một số phẩm chất và năng lực tư duy của học sinh giỏi hố và chun hố  học.   -  Trình  bày  các  kĩ  thuật  giúp  học  sinh  giải  quyết  nhanh  các  bài  tốn  trắc  nghiệm  trong các kì thi quốc gia   7.2 Về mặt thực tiễn - Xây dựng được các kĩ thuật giải trắc nghiệm phù hợp với chương trình giáo khoa  và trình độ của học sinh trung học phổ thơng.   -    Giúp cho giáo  viên  và học sinh có thêm tư  liệu  bổ ích trong  việc giải tốn  trắc  nghiệm hố học hữu cơ ở trường trung học phổ thơng.   Trang Luận văn Thạc Sĩ                             Cán bộ hướng dẫn khoa học: Phó GS -TS.Cao Cự Giác  PHẦN THỨ HAI  NỘI DUNG CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Quan niệm phương pháp, kĩ thuật, kĩ giải toán trắc nghiệm        Thực tiễn ở trường phổ thơng, bài tập trắc nghiệm hóa học giữ vai trị rất  quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo đánh giá qua các kì thi quốc  gia.  Bài  tập  trắc  nghiệm  vừa  là  mục  đích,  vừa  là  nội  dung,  vừa  là  phương  pháp đánh giá dạy học hiệu quả. Bài tập trắc nghiệm cung cấp cho người học  cả  kiến  thức,  con  đường  giành  lấy  kiến  thức  và  cả  niềm  vui  sướng  của  sự  phát hiện - tìm ra đáp số - một trạng thái hưng phấn - hứng thú nhận thức - một  yếu tố tâm lý góp phần rất quan trọng trong việc nâng cao tính hiệu quả của hoạt  động thực tiễn của con người, điều này đặc biệt được chú ý trong nhà trường của  các nước phát triển. Vậy với bài tập trắc nghiệm Hóa học để giải quyết một bài  tốn trong thời gian nhanh nhất ngồi phương  pháp  chung của các dạng ta cần  truyền  đạt đến  học sinh kĩ thuật giải  để giải  quyết  nhanh  gọn  các  bài  toán trắc  nghiệm .   Vậy phương pháp là gì? Kĩ thuật là gì? nên hiểu các khái niệm này như  thế   nào cho trọn vẹn, đặc biệt là GV nên sử dụng  như thế nào để đạt hiệu quả trí  đức dục cao nhất ?  1.1.1 Phương pháp            Trình tự các  bước thứ tự cần tiến  hành để giải  quyết  một   vấn  đề  một  việc gì đó có mục đích nhất định . Đó là tiến trình các bước mà tư duy tiến  hành theo thứ tự hợp lí nhất phù hợp lí luận ,nhằm tìm ra chân lí khoa học   ( Phát minh thêm những điều chưa biết hoặc chứng minh những điều đã biết)  Ví dụ : Phương pháp quy nạp                         Phương pháp suy diễn                         Phương pháp phản chứng                         Phương pháp phản ví dụ ……   Trang Luận văn Thạc Sĩ                             Cán bộ hướng dẫn khoa học: Phó GS -TS.Cao Cự Giác    Bảng 3.4: Tổng hợp kết kiểm tra TNSP Số HS đạt điểm xi  Điểm  Bài kiểm  Phương  Sĩ  tra  án  số  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  TB  ĐC  97  0  0  1  5  7  34  22  16  7  4  1  5,36  TN  97  0  0  0  0  4  8  15  28  25  14  3  6,85  ĐC  97  0  0  4  6  10  39  19  11  4  4  0  5,78  TN  97  0  0  0  0  4  10  22  26  24  9  2  7,20  ĐC  95  0  0  2  5  5  29  27  15  6  1  6,09  TN  95  0  0  0  0  4  9  10  26  29  14  3  7,27  ĐC  289  0  0  7  16  22  102  68  42  19  14  2  5,74  TN  289  0  0  0  0  8  7,14  1  2  8  3  Tổng  12  Trang 186 27  47  80  78  37  Luận văn Thạc Sĩ                            Cán bộ hướng dẫn khoa học: Phó GS -TS.Cao Cự Giác  Bảng 3.5: Tổng hợp phân phối tần số, tần suất tần suất tích luỹ (kết thực nghiệm sư phạm) Số học sinh đạt điểm xi      Đ Số  học sinh  C  đạt điểm xi  T N  Đ %học sinh đạt  C  điểm xi  T N  Đ % học sinh đạt  C  Tổng  0  1  2  3  4  0  0  7  16  0  0  0  6  7  8  9  10  22  102  68  42  19  14  22  0  12  27  47  80  78  37  8  0  0  2,3  5,4  7,6  35  23,4  14,5  6,6  4,6  0,6  0  0  4,1  9,3  16,3  27,7  27  12,8  2,8  0  0  5  0  0  2,3  7,7  15,3  50,3  73,7  88,2  94,8  99,4  100  289  289  100  100    điểm xi trở  xuống  T N  0  0  0  0  4,1  13,4  29,7  57,4  84,4  97,2  Trang 187 100    Luận văn Thạc Sĩ                             Cán bộ hướng dẫn khoa học: Phó GS -TS.Cao Cự Giác  Bảng tham số đặc trưng Bài KT  THPT  S2  S  V%  5,42  2,25  1,5  27,67  52  6,77  2,02  1,42  20,97  ĐC  52  5,58  2,01  1,42  25,45  TN  52  7,05  1,9  1,38  19,57  ĐC  45  5,29  2,4  1,55  29,30  TN  45  7,13  1,25  1,57  17,53  ĐC  45  5,58  2,01  1,42  25,45  TN  45  7,05  1,9  1,38  19,57  ĐC  194  5,47  2,17  1,47  26,97  TN  194  7,00  1,77  1,43  19,41  Lớp  HS     x  ĐC  52  TN  Bài 1  Trưng  Vương  Bài 2  THPT  Bài 1  Nguyễn  Thị Diệu  Bài 2  Tổng  Bảng 3.6: Phân loại kết học tập Phân loại kết học tập(%) Bài KT Yếu, kém: