tốn, lập và giải phương trình, hệ phương trình
2.3.2.1. Rèn luyện cho học sinh các thao tác tư duy
Tư duy là mức độ cao nhất của nhận thức, nĩ phản ánh những thuộc tính bản chất của sự vật hiện tượng. Vì vậy trong quá trình học tập cần phải coi trọng phát triển tư duy cho HS thơng qua việc rèn luyện các thao tác tư duy.
Các thao tác cơ bản của tư duy:
Phân tích
Phân tích là hoạt động tư duy phân chia một vật, một hiện tượng ra các yếu tố, các bộ phận nhằm mục đích nghiên cứu chúng một cách đầy đủ, trọn vẹn hơn theo một hướng nhất định.
Ví dụ:Trong khi giải một bài tốn hĩa học thì phải phân tích dữ kiện bài tốn nghĩa là tập trung vào suy nghĩ vào câu hỏi của bài tốn, nghĩ xem muốn trả lời được nĩ thì cần phải biết những gì? Cơng thức tính là gì? Xác định cái nào cho sẵn
trong bài tốn, cái nào cần tìm? Muốn tìm được cái này phải biết những gì?...
Tổng hợp
Tổng hợp là hoạt động tư duy kết hợp các bộ phận, các yếu tố đã biết để nhận thức cái tồn bộ. Tổng hợp khơng phải là phép cộng đơn giản, khơng phải là sự liên kết máy mĩc các bộ phận của sự vật.
Ví dụ:Axit fomic HCOOH vừa cĩ tính axit, vừa cĩ tính anđehit.
Phân tích và tổng hợp khơng phải là hai phạm trù riêng rẽ của tư duy. Đây là hai quá trình cĩ liên hệ biện chứng. Phân tích để tổng hợp cĩ cơ sở và tổng hợp để phân tích đạt được chiều sâu bản chất hiện tượng sự vật.
Ví dụ:Khi giải một bài tốn hĩa học. Đầu tiên, học sinh phải phân tích đề bài. Xem từ những dữ kiện đã cho trong bài tốn cĩ thể suy ra điều gì? Tính ngay được cái gì? Những dữ kiện nào đề bài cho, dữ kiện nào đề bài hỏi, bài tốn sử dụng các kiến thức hĩa học nào. Sau đĩ, các em tổng hợp các dữ kiện để thấy sự liên hệ giữa chúng mà đề ra được phương pháp giải thích hợp.
So sánh
So sánh là thiết lập sự giống nhau và khác nhau giữa bản chất và hiện tượng, giữa những khái niệm phản ánh chúng.
So sánh phải đi kèm phân tích và tổng hợp. Phân tích các thuộc tính của một chất, một hiện tượng hay một khái niệm, đối chiếu những điều đã biết về những đối tượng cùng loại, sau đĩ tổng hợp lại xem các đối tượng cùng loại đĩ giống và khác nhau ở chỗ nào. Như vậy sự so sánh khơng những phân biệt và chính xác hĩa khái niệm mà cịn giúp hệ thống hĩa chúng lại. Cĩ hai cách so sánh thường dùng trong dạy học hĩa học là so sánh tuần tự và so sánh đối chiếu.
So sánh tuần tự là so sánh trong đĩ nghiên cứu xong từng đối tượng rồi so sánh với nhau.
Ví dụ:So sánh các hiđrocacbon với nhau: ankan, anken, ankin.
So sánh đối chiếu là cách nghiên cứu hai đối tượng cùng một lúc hoặc khi nghiên cứu đối tượng thứ hai, người ta phân tích thành từng bộ phận rồi đối chiếu
với từng bộ phận của đối tượng thứ nhất. So sánh đối chiếu nhằm làm hiểu hết các mặt đối lập của 2 khái niệm, để hiểu sâu hơn nội dung.
Diễn dịch
Là phép phán đốn đi từ một nguyên lí chung đúng đắn đến một kết luận về một trường hợp riêng lẻ, đơn nhất.
Ví dụ: Từ tính chất chung của các axit viết phương trình phản ứng của CH3COOH với NaOH, CaCO3, Zn…
Quy nạp
Quy nạp là phép phán đốn dựa trên sự nghiên cứu nhiều sự vật, hiện tượng đơn nhất để đi đến kết luận chung, tổng quát những mối quan hệ bản chất nhất và chung nhất.
Ví dụ: Anken, ankađien, ankin đều cĩ liên kết πtrong CTCT nên cĩ tính chất hĩa học tương tự nhau, đĩ là phản ứng cộng.
Khái quát hố
Khái quát hố là tìm ra những cái chung và bản chất trong số những dấu hiệu, tính chất và những mối liên hệ giữa chúng thuộc về một loại vật thể hoặc hiện tượng.
Ví dụ:Hình thành khái niệm đồng phân, đồng đẳng.
Loại suy
Loại suy là phép phán đốn đi từ cái riêng biệt này đến cái riêng biệt khác. Bản chất của sự loại suy là dựa vào sự giống nhau của hai sự vật hiện tượng về một dấu hiệu nào đĩ mà đi đến sự giống nhau về những dấu hiệu khác nữa. Kết luận từ phép loại suy bao giờ cũng gần đúng, cĩ tính giả thiết, nhất thiết phải kiểm tra lại bằng thực nghiệm.
Ví dụ: Phenol C6H5OH cĩ chứa nhĩm chức -OH. Phenol tác dụng được với kim loại kiềm, dung dịch bazơ.
Etanol C2H5OH cũng cĩ chứa nhĩm chức -OH. Etanol tác dụng được với kim loại kiềm nhưng khơng biết tác dụng với dung dịch bazơ hay khơng?
Dựa vào sự giống nhau về các tính chất đã nêu trên, suy ra etantol C2H5OH cũng giống như phenol C6H5OH cả về tác dụng với dung dịch bazơ.
Sau đĩ kiểm tra bằng cách làm thí nghiệm.
Rèn luyện thao tác tư duy cho học sinh trung bình, yếu cần tiến hành theo từng giai đoạn, dựa trên những tài liệu học tập cụ thể và sau đĩ ra cho học sinh những bài tập áp dụng chúng. Sau khi kết thúc vài bài hoặc một chương, giáo viên nên cho học sinh những bài tập mang tính giáo khoa như so sánh, giải thích, chứng minh tính chất của một chất để giúp học sinh hồn thiện kiến thức.
2.3.2.2. Rèn luyện kỹ năng tính tốn
Trong quá trình giải bài tốn hĩa học sẽ cĩ bước đổi các giả thiết khơng cơ bản sang giả thuyết cơ bản. Muốn chuyển đổi các giả thiết khơng cơ bản sang các giả thiết cơ bản ta sử dụng 4 cơng thức chính. Đĩ là các cơng thức biểu thị:
- Quan hệ giữa khối lượng (m), khối lượng mol phân tử hay nguyên tử (M) và số mol (n) của chất.
- Quan hệ giữa thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn với số mol của khí đĩ. - Quan hệ giữa nồng độ mol với số mol chất tan và thể tích dung dịch.
- Quan hệ giữa nồng độ phần trăm với khối lượng hay số mol chất tan với khối lượng hay thể tích dung dịch.
Trong quá trình giải tốn, học sinh cĩ đi đến được kết quả chính xác hay khơng điều đĩ phụ thuộc vào kỹ năng tính tốn.
Kỹ năng tính là một nội dung quan trọng được đặc biệt quan tâm trong bất kỳ chương trình giáo dục nào. Ở tiểu học các em đã được học phép cộng, trừ, nhân, chia, bảng cửu chương… Ở trung học cơ sở các em được học cách giải phương trình, hệ phương trình… Tuy nhiên qua thực tế giảng dạy chúng tơi nhận thấy kỹ năng tính của các em học sinh trung bình, yếu cịn khá yếu. Do đĩ phải thường xuyên rèn luyện kỹ năng tính tốn cho các học sinh này.
Trong hĩa học cĩ rất nhiều kỹ năng tính cần phải rèn luyện, nhưng cĩ hai nhĩm giá trị thường xuyên gặp nhất là tính khối lượng mol (nguyên tử, phân tử, ion, nhĩm chức…) và tính số mol, nồng độ mol.
Bảng 2.2. Các cơng thức tính số mol
Các cơng thức
tính số mol Chú thích đại lượng chuyển đổi Cơng thức m
n M
= m: khối lượng của chất, đơn vị là gam. M: khối lượng mol, đơn vị là g/mol.
1) m = n . M 2) m M n = V n 22, 4 = V: thể tích của chất khí (đktc), đơn vị là l. 1) V = n . 22.4 n = CM. V V: thể tích dung dịch, đơn vị là l.
CM: nồng độ mol của dung dịch, đơn vị mol/l. 1) M n V C = 2) M n C V = mdd.C% n 100.M
= mdd: khối lượng dung dịch, đơn vị là gam. C%: nồng độ phần trăm.
M: khối lượng mol, đơn vị là g/mol. 1) mdd = V.d V.d.C% n 100.M = V: thể tích dung dịch, đơn vị là ml. C%: nồng độ phần trăm.
M: khối lượng mol, đơn vị là g/mol.
d: khối lượng riêng của dung dịch, đơn vị g/ml.
M
mdd.C n
1000.d
= mdd: khối lượng dung dịch, đơn vị là gam. CM: nồng độ mol của dung dịch, đơn vị mol/l. d: khối lượng riêng của dung dịch, đơn vị g/ml.
Bảng 2.3. Các cơng thức tính nồng độ Các cơng thức tính nồng độ Chú thích đại lượng M n C V = V: thể tích dung dịch, đơn vị là l.
CM: nồng độ mol của dung dịch, đơn vị mol/l.
ct dd m C% .100% m = C%: nồng độ phần trăm.
mct: khối lượng chất tan, đơn vị là g. mdd: khối lượng dung dịch, đơn vị là g. Cơng thức liên hệ giữa CM và C%: M 10.C%.d
C
M =
Ngồi ra, để giải được một bài tốn hĩa học địi hỏi học sinh cịn phải biết một số thuật tốn như: giải phương trình bậc nhất, hệ phương trình bậc nhất hai ẩn…
Ví dụ: Chia 7,8 gam hỗn hợp X gồm etan, propen và but-1-in thành 2 phần bằng nhau:
- Phần 1: tác dụng vừa đủ với dung dịch AgNO3/NH3 thu được 4,83 gam kết tủa.
- Phần 2: tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch brom 0,5M.
a) Xác định thành phần phần trăm về số mol mỗi chất trong hỗn hợp X. b) Tính thể tích khí oxi (đktc) cần dùng để đốt cháy hết hỗn hợp X.
Để giải được bài tốn trên thì địi hỏi học sinh phải cĩ những kỹ năng tính như: tính số mol kết tủa, số mol Br2, tính thể tích.
Để rèn kỹ năng tính cho học sinh trung bình, yếu thì giáo viên cĩ thể đưa ra một số bài tập như: bài tập tính theo phương trình phản ứng, xác định thành phần hỗn hợp, tính nồng độ dung dịch…