6. Phương pháp nghiên cứu
2.2.4. Thiết kế bài dạy có sử dụng máy vi tính, phần mềm hóa học
Bài 22. Sự điện phân
Giai đoạn I: Lựa chọn PP sử dụng PTTQ phù hợp với nội dung dạy học
I- Mục tiêu của bài học 1. Kiến thức
- Biết sự điện phân là gì.
- Biết những ứng dụng của sự điện phân trong công nghiệp.
- Hiểu sự chuyển dịch của các ion trong quá trình điện phân: muối NaCl nóng chảy, dung dịch CuSO4 với điện cực trơ (anot trơ) và điện cực tan (anot tan).
- Hiểu những phản ứng hóa học xảy ra trên các điện cực trong quá trình điện phân và viết được phương trình điện phân.
2. Kĩ năng
- Thực hiện được một số thí nghiệm đơn giản: điện phân dung dịch CuSO4 với anot trơ (graphit) và anot tan (đồng).
- Biết xác định tên của các điện cực trong bình điện phân.
- Viết được PTPư của phản ứng xảy ra trên các điện cực và viết được phương trình điện phân.
- Giải được bài toán điện phân. II- Chuẩn bị
Thí nghiệm mô phỏng điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực graphit và điện cực đồng.
Một số tranh vẽ về điện phân III- Phương pháp dạy học
- Phương pháp đàm thoại kết hợp với sử dụng PTTQ. - Phương pháp nghiên cứu.
Giai đoạn II: Tổ chức thực hiện PP sử dụng PTTQ
Thiết kế giáo án Tổ chức DH trên lớp
Võ Ngọc Bình 62 K31A – Hoá
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Hoạt động 1. Thí dụ
- GV chiếu mô phỏng quá trình điện phân NaCl nóng chảy.
Yêu cầu HS quan sát cấu tạo bình điện phân, quá trình dịch chuyển ion tạo ra sản phẩm.
Sau đó GV dẫn dắt HS giải thích sự hình thành các sản phẩm:
+ Chiều di chuyển của các ion Na+, Cl-. + Phản ứng hóa học nào xảy ra trên bề mặt catot, anot của bình điện phân? Viết các phương trình hóa học. + Viết phương trình điện phân NaCl nóng chảy.
Hoạt động 2. Khái niệm
GV hướng dẫn HS rút ra khái niệm điện phân.
Lưu ý HS tên các điện cực, dấu của các điện cực và phản ứng xảy ra ở các điện cực.
Hoạt động 3. Điện phân các chất
điện li nóng chảy
GV thông báo: Ngoài điện phân NaCl nóng chảy, còn có quá trình điện phân nóng chảy MgCl2, Al2O3,…
Hoạt động 4. Điện phân dung dịch
I- Sự điện phân 1. Thí dụ
Điện phân nóng chảy NaCl NaCl Na+ + Cl-
- Tại cực (+) (anot): xảy ra sự oxi hóa ion Cl-
2Cl-(l) Cl2(k) + 2e
- Tại cực (-) (catot): xảy ra sự khử Na+
2Na+(l) + 2e 2Na(l)
Sơ đồ:
Catot (-) NaCl Anot (+) 2Na+(l) + 2e 2Na(l) 2Cl-(l) Cl2(k) + 2e
Phương trình điện phân: 2NaCl 2Na + Cl2
2. Khái niệm
HS: ghi khái niệm trong (SGK)
II- Sự điện phân các chất điện li 1. Điện phân các chất điện li nóng chảy
Ngoài điện phân NaCl nóng chảy, còn có quá trình điện phân nóng chảy MgCl2, Al2O3,…
2. Điện phân dung dịch CuSO4
đpn c
Võ Ngọc Bình 63 K31A – Hoá
CuSO4
GV chiếu mô phỏng thí nghiệm điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực graphit.
GV yêu cầu HS quan sát các hiện tượng xảy ra ở catot và anot. Cho HS giải thích các hiện tượng quan sát được, viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra ở các điện cực và viết phương trình điện phân dd CuSO4 với các điện cực trơ.
Hoạt động 5. Điện phân dung dịch
CuSO4 với anot tan.
GVchiếu mô phỏng thí nghiệm điện phân dd CuSO4 với các điện cực bằng Cu.
GV yêu cầu HS quan sát các hiện tượng xảy ra ở anot và catot.
Hướng dẫn HS giải thích hiện tượng, viết các nửa phản ứng xảy ra ở các điện cực và viết phương trình điện phân.
Hoạt động 6. ứng dụng của sự điện phân
GV sử dụng sơ đồ hoặc tranh vẽ sẵn ứng dụng của sự điện phân để HS biết được các ứng dụng của sự điện phân trong công nghiệp.
Hoạt động 7. Củng cố
với điện cực trơ graphit
+ Tại anot (cực +): xảy ra sự oxi hóa H2O
2H2O(l) O2(k) + 4H+(dd) + 4e
+ Tại catot (cực -): xảy ra sự khử Cu2+ hoặc H2O, vì Cu2+ dễ bị khử hơn H2O.
Cu2+ + 2e Cu
Phương trình điện phân:
2CuSO4 + 2H2O 2Cu + O2 + 2H2SO4
3. Điện phân dung dịch CuSO4 với anot đồng (tan)
+ Tại anot (cực +): Cu bị oxi hóa Cu(r) Cu2+(dd) + 2e
Anot bị ăn mòn. + Tại catot (cực -): Cu2+
bị khử Cu2+(dd) + 2e Cu(r)
Phương trình điện phân:
Cu(r) + Cu2+(dd) Cu2+(dd) + Cu(r) Anot Catot
III- ứng dụng sự điện phân 1. Điều chế kim loại
2. Điều chế một số phi kim 3. Điều chế một số hợp chất 4. Tinh chế một số kim loại 5. Mạ điện
đ p
Võ Ngọc Bình 64 K31A – Hoá
- Bài tập 1 (Tr. 131 SGK).
- Bài tập 2: Trong quá trình điện phân dung dịch Pb(NO3)2 với các điện cực trơ, ion Pb2+
di chuyển về? A. catot và bị oxi hóa B. anot và bị oxi hóa C. catot và bị khử D. anot và bị khử
Đáp án: B Đáp án: C
Giai đoạn III: Kiểm tra, đánh giá kết quả bài dạy có sử dụng PTTQ
Cho HS làm bài kiểm tra 15 phút cuối giờ học(Đề kiểm tra số 4, phụ lục 1).
Chương 3
Thực nghiệm sư phạm 3.1. Mục đích
+ Bước đầu thử nghiệm hiệu quả của việc áp dụng những đề xuất vào thực tiễn dạy học phần kim loại hóa học lớp 12 nâng cao.
+ So sánh kết quả lớp thực nghiệm (TN) với lớp đối chứng (ĐC) từ việc xử lí và phân tích kết quả, để đánh giá khả năng sử dụng PTTQ và PTKTDH để nâng cao chất lượng giảng dạy phần kim loại lớp 12 nâng cao.
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
a. Nghiên cứu lí luận về tính tích cực nhận thức của HS, vai trò, ý nghĩa và quy trình sử dụng PTTQ, PTKTDH để biên soạn một số giáo án phần kim loại trong SGK Hóa học 12 nâng cao.
b. Xây dựng bài kiểm tra 15 phút, để đánh giá kết quả sau các giờ dạy, chấm điểm và phân tích kết quả.
3.3. Chuẩn bị thực nghiệm sư phạm 3.3.1. Chọn cơ sở thực nghiệm sư phạm 3.3.1. Chọn cơ sở thực nghiệm sư phạm
Võ Ngọc Bình 65 K31A – Hoá
Chúng tôi đã chọn HS lớp 12 – trường THPT Tân Trào – Tuyên Quang để tiến hành thực nghiệm.
3.3.2. Chọn lớp thực nghiệm và đối chứng
Cặp lớp TN và ĐC được chọn tương đương nhau về các mặt sau: - Số lượng HS.
- Chất lượng học tập môn hóa học. - Cùng một GV dạy.
Cụ thể: Lớp TN: 12C5 Lớp ĐC: 12C8
3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
Trên cơ sở soạn 4 giáo án đã được thiết kế ở phần trên tôi đã tiến hành các bài dạy ở lớp TN và ĐC, sau khi kết thúc giờ dạy tôi đã tiến hành kiểm tra 15 phút để đánh giá chất lượng giờ dạy và khả năng nắm vững kiến thức, năng lực vận dụng kiến thức của HS ở lớp TN và ĐC.
3.5. Kết quả thực nghiệm sư phạm
Bảng 1: Kết quả kiểm tra bài: Dãy điện hóa của kim loại Điểm Số học sinh Tỉ lệ %
Thực nghiệm Đối chứng Thực nghiệm Đối chứng
0 0 0 0 0 1 0 1 0 2 2 1 1 2 2 3 2 2 4 4 4 5 8 10 17 5 7 15 15 31 6 11 11 23 23 7 11 6 23 13 8 6 2 13 4 9 3 2 6 4 10 2 0 4 0
Võ Ngọc Bình 66 K31A – Hoá
Tổng 48 48 100 100
Biểu đồ 1: So sánh kết quả kiểm tra lớp TN và ĐC bài “Dãy điện hóa của kim loại”
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN § C
Bảng 2: Kết quả kiểm tra bài: Một số hợp chất của sắt
Điểm Số học sinh Tỉ lệ %
Thực nghiệm Đối chứng Thực nghiệm Đối chứng
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 2 0 2 0 4 3 1 6 2 13 4 2 4 4 8 5 5 13 10 27 6 8 10 17 21 7 15 6 31 13 8 8 4 17 8 9 6 3 13 6 10 3 0 6 0 Tổng 48 48 100 100 % Điểm
Võ Ngọc Bình 67 K31A – Hoá
Biểu đồ 2: So sánh kết quả kiểm tra lớp TN và ĐC bài “Một số hợp chất của sắt”
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN § C
Bảng 3: Kết quả kiểm tra bài: Kim loại kiềm
Điểm Số học sinh Tỉ lệ %
Thực nghiệm Đối chứng Thực nghiệm Đối chứng
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 2 0 2 0 4 3 1 2 2 4 4 2 6 4 13 5 2 8 4 17 6 5 10 10 21 7 10 10 21 21 8 15 5 31 10 9 8 3 17 6 10 5 2 10 4 Tổng 48 48 100 100 Điểm %
Võ Ngọc Bình 68 K31A – Hoá
Biểu đồ 3: So sánh kết quả kiểm tra lớp TN và ĐC bài “Kim loại kiềm”
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN § C
Bảng 4: Kết quả kiểm tra bài: Sự điện phân
Điểm Số học sinh Tỉ lệ %
Thực nghiệm Đối chứng Thực nghiệm Đối chứng
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 2 0 1 0 2 3 0 2 0 4 4 1 2 2 4 5 0 9 0 19 6 1 15 2 31 7 14 8 29 17 8 15 4 31 8 9 10 5 21 11 10 7 2 15 4 Điểm %
Võ Ngọc Bình 69 K31A – Hoá
Tổng 48 48 100 100
Biểu đồ 4: So sánh kết quả kiểm tra lớp TN và ĐC bài “Sự điện phân”
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN § C 3.6. Nhận xét kết quả thực nghiệm
Khi tiến hành thực nghiệm, chúng tôi có rút ra một số kết luận sau: + Trong giờ học có sử dụng PTTQ chúng tôi thấy HS rất hứng thú học tập, tích cực tham gia vào các hoạt động: tập trung nghe giảng, tích cực phát biểu ý kiến, ghi chép có chọn lọc,…
+ Đa số HS nắm được nội dung bài học tương đối đầy đủ, chính xác nắm được kiến thức trọng tâm của bài.
+ Các em có khả năng vận dụng kiến thức đã học vào các tình huống cụ thể, gắn với thực tiễn.
+ Độ bền kiến thức tăng lên: nhớ khá rõ những chi tiết bài học.
Qua bảng thống kê kết quả và biểu đồ kết quả bài kiểm tra của hai lớp ở mục 3.4 ta thấy tỉ lệ HS đạt điểm giỏi (8, 9, 10) ở lớp thực nghiệm cao hơn ở lớp ĐC.
Như vậy, ta có thể khẳng định việc sử dụng PTTQ và PTKTDH đã nâng cao chất lượng học tập, phát huy tính tích cực nhận thức của HS.
Điểm %
Võ Ngọc Bình 70 K31A – Hoá
Kết luận và kiến nghị
Thực hiện mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu đặt ra trong khóa luận, đề tài đã giải quyết được những vấn đề sau:
1. Nghiên cứu lí luận và thực tiễn làm cơ sở cho đề tài bao gồm các vấn đề: Lí luận về PTTQ và PTKTDH, vấn đề tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong dạy học hóa học nhằm nâng cao chất lượng dạy học phần kim loại lớp 12 nâng cao.
2. Tìm hiểu thực trạng việc trang bị, sử dụng PTTQ, PTKTDH ở trường phổ thông hiện nay, để thấy được vị trí, vai trò của PTTQ, PTKTDH trong DH hóa học. 3. Đề xuất quy trình lựa chọn và sử dụng PTTQ, PTKTDH, phân tích và đề xuất những PP sử dụng PTTQ, PTKTDH cơ bản phổ biến trong DHHH ở trường phổ thông.
4. Đã sưu tầm và xây dựng tương đối đầy đủ tư liệu, tài liệu về những PTTQ được sử dụng trong phần kim loại lớp 12 nâng cao.
Võ Ngọc Bình 71 K31A – Hoá
5. Thiết kế 4 giáo án và tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT Tân Trào – Tuyên Quang với 2 lớp 12C5 (TN) và 12C8 (ĐC). Kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy chất lượng học tập của HS ở lớp TN được nâng lên rõ rệt. Điều đó đã khẳng định tính khả thi của đề tài, sự cần thiết sử dụng PTTQ và PTKTDH trong hóa học.
6. Kiến nghị
- Bộ giáo dục và Đào tạo có những biện pháp kiểm tra và bảo quản để đảm bảo các PTTQ, PTKTDH được đồng bộ, có chất lượng để khi về các trường nhằm khuyến khích GV tin tưởng và tự giác sử dụng chúng trong quá trình giảng dạy.
- Cần xây dựng các phòng học thực hành hóa học ở các trường THPT nhằm giúp GV và HS có điều kiện thực hành thí nghiệm đảm bảo mục tiêu dạy học.
- Thường xuyên tập huấn, bồi dưỡng chuyên môn cho GV về kĩ năng, kĩ xảo thực hành thí nghiệm, kĩ năng sử dụng PTKTDH trong đó có công nghệ thông tin.
Tài liệu tham khảo
1) Lê Xuân Trọng (Tổng chủ biên kiêm chủ biên), Nguyễn Hữu Đĩnh (Chủ biên), Từ Vọng Nghi, Đỗ Đình Rãng, Cao Thị Thặng (2008), Hóa học 12 nâng cao, NXBGD, Hà Nội.
2) Lê Xuân Trọng (Tổng chủ biên kiêm chủ biên), Nguyễn Xuân Trường (Chủ biên), Trần Quốc Đắc, Đoàn Việt Nga, Cao Thị Thặng, Lê Trọng Tín, Đoàn Thanh Tương (2008), Sách giáo viên Hóa học 12 nâng cao, NXBGD, Hà Nội.
3) Nguyễn Cương (2003), “Sử dụng phối hợp các phương pháp dạy học hiện đại và phương tiện kĩ thuật dạy học để nâng cao chất lượng dạy học hóa học”, kỷ yếu hội thảo toàn quốc “Đổi mới phương pháp giảng dạy và đào tạo giáo viên khoa hóa học”, Đại học Vinh.
4) Nguyễn Cương, Nguyễn Mạnh Dung, Nguyễn Thị Sửu (2000), Phương pháp dạy học hóa học tập 1, NXBGD, Hà Nội.
Võ Ngọc Bình 72 K31A – Hoá
5) Nguyễn Cương, Nguyễn Mạnh Dung, Nguyễn Thị Sửu (2000), Phương pháp dạy học hóa học tập 2, NXBGD, Hà Nội.
6) Nguyễn Cương, Nguyễn Mạnh Dung, Nguyễn Thị Sửu (2000), Phương pháp dạy học hóa học tập 3, NXBGD, Hà Nội.
7) Lê Huy Nguyên (2004), Nghiên cứu sử dụng phương pháp dạy học theo hướng tích cực trong giảng dạy phần phi kim lớp 10 ban KHTN, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
8) Phan Minh Tiến (1999), Nghiên cứu sử dụng các phương tiện trực quan theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trường trung học cơ sở. Luận án tiến sĩ giáo dục, Trường ĐHSP Hà Nội.
9. Nguyễn Cương (2007), Phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thông và đại học. Những vấn đề cơ bản, NXBGD, Hà Nội.
10) Nguyễn Hoa (2002), Sử dụng thí nghiệm và các phương tiện kĩ thuật dạy học để nâng cao tính tích cực chủ động của học sinh trong học tập hóa học 10, 11 THPT Hà Nội, Luận văn thạc sĩ KHGD.
11. Trương Ngọc Châu (2005), Hướng dẫn thiết kế bài giảng trên máy tính, NXBGD, Hà Nội.
12. Võ Chấp, Hoàn thiện phương tiện giảng dạy trực quan trong chương trình hóa vô cơ của trường phổ thông, Luận án PTS (bản tiếng Việt), H 1971. 13. Nguyễn Trọng Thọ (2001), ứng dụng tin học trong giảng dạy hóa học, NXBGD, Hà Nội.
14. Đặng Thị Qoanh (Chủ biên), Trần Như Chuyên, Phạm Tuấn hùng, Phạm Ngọc Bằng, Lương Văn Tâm, Nguyễn Hải Nam, Bùi Thị Thư, Đặng Thanh Đạm (2008), Ôn tập và kiểm tra đánh giá kết quả học tập hóa học 12, NXBĐHSP, Hà Nội.
15. Nguyễn Xuân Trường (2005), Phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thông, NXBGD, Hà Nội.
Võ Ngọc Bình 73 K31A – Hoá
Phụ lục
Phụ lục 1: Các đề kiểm tra 15 phút
Đề số 1: Đề kiểm tra bài: “Dãy điện hóa của kim loại”
Câu 1: Quá trình nào sau đây là sự khử xảy ra trong pin điện hóa Zn – Cu? A. Cu Cu2+ + 2e B. Cu2+ + 2e Cu C. Zn2+ + 2e Zn D. Zn Zn2+ + 2e Câu 2: Trong pin điện hóa, sự oxi hóa xảy ra
A. chỉ ở anot B. chỉ ở catot C. cả catot và anot D. ở cầu muối Câu 3: Khi pin điện hóa Cr – Cu phóng điện, xảy ra phản ứng:
2Cr + 3Cu2+ 2Cr3+ + 3Cu Biết E0
(Cr3+/Cr) = -0,74 V; E0(Cu3+/Cu) = +0,34 V, suất điện động của pin điện hóa E0
pinlà:
A. 1,40 V. B. 1,08 V.
C. 1,25 V. D. 2,5 V.
Võ Ngọc Bình 74 K31A – Hoá
Mg2+/Mg; Zn2+/Zn; Cu2+/Cu; Ag2+/Ag lần lượt là -2,37 V; -0,76 V; +0,34 V; +0,8 V. E0pin = +2,17 V là suất điện động chuẩn của pin điện hóa nào trong số các pin sau?
A. Mg – Cu B. Zn – Ag
C. Mg – Zn D. Zn – Cu
Câu 5: Phản ứng hóa học xảy ra trong pin điện hóa Zn – Cu