8. Đóng góp mới của đề tài
2.1.3. Phương pháp dạy học các chất hữu cơ
2.1.3.1. Phương pháp trực quan
(Nguồn: Đặng Thị Oanh, Nguyễn Thị Sửu “Phương pháp dạy học môn hóa học ở trường phổ thông” [20])
Tính chất của hợp chất hữu cơ có quan hệ chặt chẽ với thành phần và cấu trúc phân tử của chúng. Do đó, GV nên sử dụng các mô hình, tranh vẽ, sơ đồ… giúp cho HS có những hiểu biết đúng đắn về cấu trúc phân tử của hợp chất hữu cơ và dùng làm cơ sở cho các hoạt động nhận thức, tư duy, phân tích, dự đoán lý thuyết. Đồng thời, giáo viên dùng những thí nghiệm, mô phỏng, thí nghiệm ảo minh họa cho tính chất hóa học của hợp chất hữu cơ.
Việc sử dụng các phương tiện trực quan được thực hiện theo phương pháp nghiên cứu. GV yêu cầu HS quan sát mô hình, hình vẽ, sơ đồ để mô tả cấu trúc phân tử các chất và đưa ra những dự đoán khoa học. Chẳng hạn, GV yêu cầu HS quan sát mô hình phân tử của
C3H8 và C4H10, nêu nhận xét về đặc điểm cấu tạo, và dự đoán tính chất hóa học đặc trưng
của ankan và giải thích. Khi HS quan sát mô hình phân tử cần yêu cầu HS nhận xét về dạng mạch cacbon, loại liên kết giữa các nguyên tử, độ bền liên kết, đồng phân có thể có, …. Từ nhận xét về cấu trúc phân tử yêu cầu HS dự đoán khả năng phản ứng, phản ứng hóa học đặc trưng và giải thích vì sao ankan không thể tham gia phản ứng cộng, vì sao các ankan tương đối trơ ở điều kiện thường.
Việc sử dụng thí nghiệm hóa học trong dạy học hóa học ở trường phổ thông là PPDH không thể thiếu. Có thể sử dụng thí nghiệm hóa học biểu diễn của GV hoặc thí nghiệm do HS tiến hành.
Các phản ứng hữu cơ thường diễn ra chậm, theo nhiều hướng nên khi sử dụng thí nghiệm ta cần đặt vấn đề rõ ràng, các yêu cầu HS quan sát thí nghiệm phải cụ thể, hướng
vào các hiện tượng chính theo mục đích dạy học. Các thí nghiệm chọn biểu diễn cần đảm bảo yêu cầu quá trình diễn biến của phản ứng là đơn giản, hiện tượng rõ, đảm bảo tính trực quan và thời gian diễn biến nhanh không quá chậm. GV cần nắm vững kỹ thuật tiến hành thí nghiệm, đảm bảo thí nghiệm thành công, an toàn. GV nên sử dụng thí nghiệm biểu diễn theo phương pháp nghiên cứu, hạn chế sử dụng thí nghiệm theo phương pháp minh họa. Bởi
vì, sử dụng thí nghiệm theo phương pháp nghiên cứu sẽ làm tăng tính tích cực nhận thức,
hứng thú học tập và bồi dưỡng năng lực tự học cho HS.
Ví dụ: Thí nghiệm nghiên cứu phản ứng thế brom ở nhánh ankyl benzen.
GV đặt vấn đề: Benzen chỉ tác dụng với brom khi có mặt bột Fe làm chất xúc tác. Vậy toluen hay ankyl benzen thì sao? Hãy nghiên cứu phản ứng của toluen với brom .
Quan sát cấu trúc phân tử toluen, dự đoán xem khi nhỏ toluen vào brom lỏng, đun nóng có phản ứng xảy ra không? Hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào?
HS dự đoán: Phản ứng không xảy ra vì vòng benzen chỉ tác dụng với brom có bột Fe
làm xúc tác. Hoặc phản ứng có thể xảy ra theo hướng nguyên tử brom thế nguyên tử H của
nhánh ankyl.
GV tiến hành thí nghiệm nhỏ toluen vào brom lỏng.
HS nhận xét hiện tượng. GV nhận xét và HS viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
Với những chất hữu cơ không độc, thí nghiệm nghiên cứu tính chất của chúng đơn giản về thao tác GV có thể tổ chức cho HS hoặc nhóm HS tự làm theo hướng tìm tòi để thu nhận kiến thức.
Ví dụ: GV có thể tổ chức cho HS tiến hành thí nghiệm theo nhóm khi nghiên cứu tính chất axit của axit cacboxylic.
GV nêu nhiệm vụ học tập:
– Muốn xác định CH3COOH có tính chất axit ta tiến hành những thí nghiệm nào?
– Hãy lựa chọn hóa chất, dụng cụ cần thiết để tiến hành các thí nghiệm này.
– Dự đoán các hiện tượng xảy ra.
– Tiến hành thí nghiệm, ghi nhận các hiện tượng xảy ra, viết phương trình hóa học của
các phản ứng.
– Rút ra kết luận về tính axit của CH3COOH.
GV hướng dẫn các thao tác cần thiết, các nhóm HS tiến hành thí nghiệm và rút ra kết luận: “Axit cacboxylic là axit yếu, có đầy đủ tính chất của axit.”
2.1.3.2. Phương pháp thuyết trình nêu vấn đề
(Theo tài liệu “Phương pháp dạy học môn hóa học ở trường phổ thông” của Đặng Thị Oanh, Nguyễn Thị Sửu [2o], “Những phương pháp dạy học tích cực trong dạy học hóa học của TS. Lê Trọng Tín [25])
Với các nội dung lý thuyết khó như giảng dạy chương đại cương, nghiên cứu các qui luật, mối quan hệ ảnh hưởng qua lại giữa các nguyên tử trong phân tử ta có thể sử dụng phương pháp thuyết trình nêu vấn đề. Đây là phương pháp giúp HS rèn luyện kỹ năng phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề một cách hiệu quả nhất là đối với HS trung bình, trung bình khá.
Chẳng hạn khi dạy tính chất hóa học của phenol. GV đặt vấn đề: Ancol và phenol đều có nhóm – OH nhưng ancol không tác dụng với dung dịch kiềm còn phenol tác dụng được. Cũng như phenol làm mất màu dung dịch brom và tạo kết tủa trắng trong khi benzen chỉ tác dụng với brom khi có bột Fe xúc tác. Tại sao lại như vậy? Đó là do trong phân tử
phenol có vòng benzen rút electron làm tăng độ phân cực của liên kết – O – H, nên phenol
có thể tác dụng với dung dịch kiềm. Đồng thời nhóm – OH đẩy electron làm cho phenol dễ tham gia phản ứng thế hơn benzen.
Tóm lại, do trong phân tử phenol có sự ảnh hưởng qua lại giữa các nguyên tử trong phân tử làm cho phenol có tính axit yếu và dễ tham gia phản ứng thế nguyên tử H của vòng benzen hơn benzen.
2.1.3.3. Phương pháp đàm thoại tìm tòi
Bản chất của phương pháp này là GV đưa ra một hệ thống bài tập nhận thức dưới dạng các câu hỏi mang tính chất tìm tòi, nghiên cứu được cấu trúc theo một logic chặt chẽ để điều khiển các hoạt động nhận thức của HS. Qua việc tìm tòi câu trả lời cho hệ thống câu hỏi đó mà HS thu nhận cả kiến thức lẫn phương pháp nhận thức, phương pháp học tập. Đây là một PPDH tích cực rèn luyện và phát triển ở HS năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực tư duy sáng tạo.
Khi sử dụng phương pháp đàm thoại tìm tòi, GV có thể sử dụng hệ thống câu hỏi theo logic diễn dịch hoặc qui nạp. Với các bài dạy về chất hữu cơ, hệ thống câu hỏi nên được sắp xếp theo logic diễn dịch để phù hợp với logic trình bày của nội dung bài học. Cụ thể như sau:
– Phân tích đặc điểm cấu trúc phân tử: đặc điểm liên kết, xác định nhóm chức quyết
định tính chất đặc trưng của chất.
– Dùng thí nghiệm hoặc các dữ kiện thực nghiệm để xác định tính đúng đắn của sự dự đoán lý thuyết.
– Nhận xét, kết luận về tính chất của chất.
– Vận dụng kiến thức thu nhận được.
GV chuẩn bị hệ thống câu hỏi có các mức độ nhận thức khác nhau và sắp xếp theo logic trên.
Ví dụ: Hệ thống câu hỏi khi nghiên cứu tính chất của axit cacboxylic.
* Quan sát công thức cấu tạo, mô hình phân tử axit axetic, axit propionic và cho biết:
– Đặc điểm liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử axit cacboxylic.
– Loại nhóm chức trong phân tử axit cacboxylic.
– So sánh độ phân cực của liên kết O – H trong phân tử axit với liên kết O – H trong
phân tử phenol, ancol.
* Quan sát bảng một số hằng số vật của axit cacboxylic cho biết qui luật biến đổi nhiệt
độ nóng chảy, tính tan của axit cacboxylic. So sánh với ancol, anđehit có phân tử khối tương đương.
* Hãy dự đoán tính chất hóa học của axit cacboxylic.
* Hãy tiến hành các thí nghiệm chứng minh tính chất của axit cacboxylic. Từ đó rút ra
kết luận về tính chất của chúng.
GV có thể hệ thống câu hỏi cho mỗi bài dạy thành các phiếu học tập để điều khiển các hoạt động học tập theo mục tiêu mỗi bài học.
2.1.3.4. Hoạt động độc lập của học sinh trong giờ học
Với các nội dung không quá khó đối với hoạt động nhận thức học tập của HS hoặc đối với nội dung mang tính chất thống kê, trình bày các sự kiện, GV có thể tổ chức cho HS hoạt động độc lập theo nhóm hoặc cá nhân như: quan sát biểu bảng, sơ đồ, đồ thị nhận xét tìm qui luật; đọc sách, tài liệu học tập; tiến hành thí nghiệm; lập bảng tổng kết kiến thức; …. Khi yêu cầu HS tiến hành các hoạt động độc lập hoặc theo nhóm cần đặt ra các yêu cầu cụ thể và tăng dần các mức độ nhận thức từ thấp đến cao cho các hoạt động. Khi cho HS đọc tài liệu cần đặt ra các yêu cầu:
– Đọc tài liệu, sách giáo khoa, tóm tắt nội dung chính (mô tả bằng lời hoặc bằng sơ đồ,
mô hình).
– Đọc tài liệu, trả lời câu hỏi, tìm các dẫn chứng chứng minh cho nội dung kết luận
– Đọc tài liệu, thảo luận nhóm, nêu nhận xét, đánh giá đưa ra những ý tưởng của mình.
– Phân tích số liệu thực nghiệm, bảng tổng kết, nhận xét rút ra qui luật biến đổi các
tham số.
Ví dụ: Hãy đọc nội dung phần phân loại phenol, cho biết cơ sở phân loại hợp chất phenol.
Hãy đọc nội dung hệ thống hóa hidrocacbon lập sơ đồ tóm tắt kiến thức về hidrocacbon.
Hoạt động độc lập của HS rất đa dạng tùy theo nội dung, mục đích dạy học mà GV lựa chọn các hình thức hoạt động cho phù hợp.
Các PPDH hóa học rất đa dạng và phong phú, mỗi phương pháp đều có những ưu
điểm và hạn chế của nó nên việc lựa chọn phương pháp nào cho phù hợp thì GV cần căn cứ vào nội dung kiến thức, mục tiêu bài học, khả năng nhận thức của HS, cơ sở vật chất, phương tiện dạy học hiện có. Điều quan trọng mà ta cần chú ý là việc chọn lựa các PPDH đều hướng đến mục tiêu tổ chức, tạo điều kiện, điều khiển hoạt động học tập của HS sao cho các em có cơ hội hoạt động tích cực, chủ động và sáng tạo.
Khi sử dụng PPDH trong quá trình điều khiển các hoạt động nhận thức của HS ta cần lưu ý:
– Thường xuyên tổ chức cho HS sử dụng phương pháp so sánh giúp các em hiểu sâu
kiến thức, các khái niệm cơ bản và quan trọng. Trong giảng dạy phần hóa hữu cơ thường tổ chức cho HS so sánh về cấu trúc phân tử, tính chất hóa học đặc trưng của các loại
hidrocacbon (cần chỉ rõ điểm giống nhau, khác nhau và nguyên nhân dẫn đến sự giống
nhau, khác nhau đó). Hoặc so sánh tính axit của ancol, phenol, axit cacboxylic….
– Thường xuyên luyện tập khả năng vận dụng kiến thức để tìm hiểu bản chất của các
quá trình hóa học, ảnh hưởng qua lại giữa các nguyên tử trong phân tử và giải quyết các vấn đề thực tiễn có liên quan đến kiến thức hóa hữu cơ dưới dạng các bài tập nhận thức.
– Sử dụng triệt để các phương tiện trực quan và phương tiện kỹ thuật dưới sự trợ giúp
của CNTT để giúp HS có được hiểu biết đúng đắn về cấu trúc các hợp chất hữu cơ qua đó rèn tư duy khái quát, tư duy trừu tượng trong nghiên cứu các chất hữu cơ.
Như vậy, sử dụng PPDH trong sự phối hợp hợp lý với các phương tiện trực quan, phát huy cao độ tính tích cực nhận thức độc lập, sáng tạo của HS là yếu tố quan trọng nâng cao chất lượng môn học.