Dựa trên những định hướng lựa chọn nội dung TN để tạo THCVĐ, chúng tôi xin đề xuất qui trình thiết kế các THCVĐ có sử dụng TN để dạy học, gồm 5 bước:
Bước 1: Xác định mục tiêu bài dạy.
Đây là bước căn bản trong việc tiến hành soạn giảng một bài cụ thể và đo lường thành quả học tập của HS. Mục tiêu bài giảng có thể gồm nhiều mức độ và cách phân loại khác nhau. Chúng tôi xin đưa ra cách phân loại của Bloom như sau:
Hình 2.1. Cách phân loại của Bloom
Tổng hợp Phân tích Vận dụng Hiểu Biết Đánh giá
Ở tầng thấp nhất là biết kiến thức, nghĩa là HS biết được kiến thức qua sự truyển đạt của thầy. Làm thế nào để thầy cô biết được là HS biết? Cách đơn giản nhất là thử xem HS có nhớ hay không, hay kiểm tra thông qua các hoạt động liên quan đến kí ức như: mô tả, kể lại, đọc thuộc lòng,…
Sau khi đã biết, trình độ nhận thức phải được nâng cao lên đến tầng tứ hai. Đó là hiểu thấu đáo, vì rất nhiều HS khi học thuộc lòng và nhớ rất giỏi, nhưng vẫn không thực sự hiểu. Làm thế nào để xác định được là HS hiểu? Bloom đề nghị kiểm tra sự hiểu thấu đáo của HS thông qua các hoạt động sau: tóm tắt nội dung, giải thích, trình bày lại bằng những từ khác, thuyết trình, thảo luận, nhận biết các yếu tố,…
Ở tầng thứ ba là áp dụng. Các từ khóa chính để kiểm tra trình độ nhận thức ở tầng thứ ba gồm có: ứng dụng (công thức hay bài học vào hoàn cảnh khác), chứng minh, giải quyết vấn đề, minh họa, tính toán, sử dụng, thí nghiệm,….
Ba trình độ này được xếp vào hạng trình độ nhận thức và tư duy thấp, thuộc loại cơ bản.
Tầng thứ tư là phân tích. Các từ khóa chính để kiểm tra trình độ nhận thức ở tầng này gồm có: phân loại, so sánh, đối chiếu, diễn dịch, khảo sát, phân biệt,…
Lên đến tầng thứ năm là tổng hợp. Các từ khóa chính để kiểm tra trình độ nhận thức ở tầng này gồm có: kết hợp các phần tử có quan hệ thành một tổng thể, soạn thảo một chương trình (âm nhạc, văn học, thi ca, điện toán,…), thiết kế, lập giả thuyết, hệ thống hóa,…
Cuối cùng là tầng thứ sáu - đánh giá. Ở tầng này người học phải có khả năng đưa ra những nhận xét, đánh giá, phê bình (tình huống, tác phẩm,…), đưa ra những đề nghị, tiên đoán, chứng minh, và lập luận dựa trên những dữ kiện cụ thể đã được phân tích và tổng hợp ở hai tầng dưới. Đạt tới trình độ này, người học coi như đã có đủ “hỏa hầu” trong tiến trình nhận thức và học tập.
Trình độ từ tầng thứ tư đến thứ sáu thường được gọi là trình độ tư duy cao (higher level of thinking) và cũng là mục tiêu của cải cách giáo dục ngay tại Hoa Kỳ trong những năm gần đây.
Khi đã xác định được mục tiêu bài dạy ta có thể lựa chọn những tình huồng DH phù hợp và có thể kiểm tra trình độ tiếp thu và vận dụng của HS.
Bước 2: Xác định đơn vị kiến thức dạy
Đối chiếu với mục tiêu bài dạy chúng ta sẽ xác định những kiến thức cần chuyển tải đến HS trong đó có kiến thức trọng tâm và kiến thức cơ bản.
Bước 3: Thiết kế tình huống cho từng đơn vị kiến thức Trong quá trình thiết kế, tôi đã dựa vào một số căn cứ sau: - Định hướng lựa chọn nội dung TN để thiết kế THCVĐ. - Dựa trên đơn vị kiến thức.
- Đọc các tài liệu liên quan đến bài dạy. - Tham khảo các tình huống trong dạy học.
- Tham khảo các TN có thể dùng trong DH hóa học.
- Lựa chọn và thiết kế các TN phù hợp với nội dung của tình huống cần đưa ra.
Bước 4: Tiến hành làm TN để kiểm tra sự chính xác của kiến thức đưa ra trong tình huống.
Bước 5: Kiểm tra xem tình huống đã xây dựng có phù hợp với mục đích, nội dung bài dạy và trình độ học tập của HS hay không? Cần rà soát những câu hỏi phù hợp với mục đích bài dạy, để tìm ra những câu hỏi phù hợp nhất với trình độ HS, loại bỏ những câu hỏi quá dễ hoặc quá khó không hướng vào mục đích khi giải quyết tình huống.
2.2.4. Những bước khi sử dụng TN để tạo THCVĐ
Khi dùng TNHH để tạo THCVĐ, GV cần tổ chức các hoạt động học tập của HS theo 6 bước như sau:
1) GV giới thiệu TN cần nghiên cứu
2) Tổ chức cho HS dự đoán hiện tượng TN sẽ xảy ra theo lí thuyết (trên cơ
sở kiến thức HS đã có)
3) Chuẩn bị hoá chất, tiến hành TN hoặc hướng dẫn HS tiến hành thí
Trong DH hóa học, TN dùng để tạo tình huống có thể được thực hiện ở các dạng: TN biểu diễn của GV, TN nghiên cứu của HS khi học bài mới.
TN được dùng để tạo tình huống do HS thực hiện có thể tiến hành theo 2 mức độ: - GV nêu vấn đề nghiên cứu, HS làm TN và xuất hiện (nảy sinh) THCVĐ. GV hướng dẫn HS xây dựng giả thuyết khoa học và lập kế hoạch giải quyết vấn đề. Sau đó là xử lý kết quả và nêu kết luận khoa học.
- Ở một mức độ cao hơn, GV chỉ nêu vấn đề nghiên cứu, HS độc lập tiến hành TN và cũng nảy sinh THCVĐ. HS tự xây dựng giả thuyết khoa học, tiến hành các TN trong kế hoạch giải quyết vấn đề. Sau đó tự phân tích, xử lý kết quả và rút ra kết luận khoa học. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4) Tổ chức cho HS giải quyết vấn đề (GV hướng dẫn HS hoặc HS độc lập
giải quyết vấn đế).
5) Khi giải quyết vấn đề có thể tổ chức cho HS thảo luận nhóm, thu thập
những dự đoán, câu hỏi, cách giải quyết vấn đề…
6) Cần kết luận về kiến thức và con đường tìm kiếm, thu nhận kiến thức.
2.2.5. Qui trình dạy học sinh giải quyết vấn đề trong các bài có sử dụng TN tạo tình huống TN tạo tình huống
Dựa vào qui trình chung dạy HS giải quyết vấn đề đã nêu ở chương 1. Kết hợp với đặc điểm bài học và đặc điểm của các TN nêu vấn đề được trình bày trong giờ học, chúng tôi đề xuất qui trình dạy HS giải quyết vấn đề trong các bài có sử dụng TN tạo tình huống như sau:
Bước 1: Đặt vấn đề
- Biểu diễn lại TN đã quen biết theo qui luật nào đó, hoặc nhắc lại kiến thức cũ mà HS đã biết và đã hiểu.
- Trình bày lại TN trong điều kiện mới (có thể khác về nồng độ, môi trường, nhiệt độ, chất tương tự).
- Yêu cầu HS có suy nghĩ và nhận xét qua quan sát các dấu hiệu của thí nghiệm.
Trên cơ sở phân tích những dấu hiệu, hiện tượng đã quan sát được, GV yêu cầu HS lập mối quan hệ giữa dấu hiệu bề ngoài và bản chất của các quá trình và trả lời các câu hỏi:
- Phản ứng (thí nghiệm) vừa rồi xảy ra ở điều kiện nào?
- Các dấu hiệu đó chứng tỏ phản ứng xảy ra trong TN đã tạo thành những sản phẩm nào? Có giống với sản phẩm đã biết không?
- Như vậy, ngoài các tính chất đã biết, nguyên tố (chất) đang nghiên cứu còn có những tính chất gì khác?
Bước 3: Xác định phương hướng giải quyết – nêu giả thuyết
- GV yêu cầu HS nhắc lại điều kiện của 2 TN đã trình bày (hoặc biểu diễn lại các TN đó).
- Xác định sản phẩm của phản ứng sau (ở TN thứ hai).
Để giải quyết được vấn đề này, GV yêu cầu HS căn cứ vào những dấu hiệu đã quan sát được để tổng hợp, phân tích, so sánh, rồi phán đoán xem chất mới là chất gì. Cũng có thể bằng cách thử chất này bằng các phản ứng đặc trưng hoặc dùng chất chỉ thị,…, sau đó viết phương trình phản ứng.
- Để xác định được tính chất khác của chất nghiên cứu trong điều kiện mới, GV yêu cầu HS dựa vào việc kết luận về chất mơi tạo thành và phương trình phản ứng, từ đó xác định sự biến đổi số oxy hóa, xác định trung tâm phản ứng là nguyên tử hay ion nào? Từ đó xác định những tính chất khác của nguyên tố (hay chất phản ứng) ở điều kiện mới là gì?
Bước 4 và 5: Lập kế hoạch và giải theo giả thuyết
Vấn đề 1: phản ứng (thí nghiệm) 2 được tiến hành trong điều kiện: nhiệt độ, nồng độ, xúc tác, áp suất,…
Vấn đề 2:
- Chất mới sinh ra ở TN 2 có trạng thái, màu sắc, mùi,… - Chất mới sinh ra có phản ứng đặc trưng với…
Vậy phương trình phản ứng là:…, phản ứng này thuộc loại…và chất đang nghiên cứu ngoài tính chất đã biết thì còn có thêm tính chất: …, ở điều kiện…
Bước 6: Đánh giá việc thực hiện kế hoạch giải
Căn cứ vào việc tiến hành thí nghiệm, kết quả TN và quá trình phân tích so sánh thì xác nhận kế hoạch giải ở trên là đúng.
Bước 7: Kết luận về lời giải
GV chỉnh lý, bổ sung và chỉ ra những điều cần lĩnh hội
Bước 8: Kiểm tra lại kiến thức vừa tiếp thu và dạy HS tập vận dụng kiến (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
thức
Cho HS thực hiện TN với một số chất khác tương tự (ở cùng điều kiện nghiên cứu với TN2).
2.3. HỆ THỐNG CÁC THÍ NGHIỆM ĐỂ TẠO THCVĐ PHẦN HÓA ĐẠI CƯƠNG VÀ VÔ CƠ THPT ĐẠI CƯƠNG VÀ VÔ CƠ THPT
2.3.1. Các TN tạo THCVĐ phần hóa học 10
Bảng 2.1. Hệ thống các TN hóa 10
STT Tên TN Bài Loại tình
huống
1 TN về tính tẩy màu của khí Clo Bài 22. Clo Tại sao 2 TN làm mất tính tẩy màu của nước Clo Bài 22. Clo Tại sao 3 TN chứng minh khí hiđro clorua khi tan trong
nước tạo dd axit clohiđric
Bài 23. Hiđro clorua – Axit clohđric
Nghịch lý - bế tắc 4 TN điều chế hiđro halogenua trong phòng
TN Bài 23. Hiđro clorua – Axit clohđric Nghịch lý - bế tắc 5 TN tác dụng của clo với dd KI Bài 25. Flo – Brom- Iot Nghịch lý - bế tắc 6 TN điều chế oxi từ hỗn hợp KClO3 và MnO2 Bài 29. Oxi –
Ozon Lựa chọn
7 TN điều chế khí hiđro sunfua Bài 32. Hiđro sunfua Lựa chọn
8 TN về tính oxi hóa của axit H2SO4đđ Bài 33. Axit sunfuric – Muối sunfat
Nghịch lý - bế tắc
9 TN về tính oxi hóa của axit H2SO4 đđ khi gặp chất có tính khử mạnh Bài 33. Axit sunfuric – Muối sunfat Nghịch lý - bế tắc 10 TN về ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc đến
tốc độ phản ứng
Bài 36. Tốc độ phản ứng hóa
học Tại sao
11 TN về ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng
hóa học Bài 38. Cân bằng hóa học Tại sao 12 TN về ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng
hóa học Bài 38. Cân bằng hóa học Tại sao
2.3.1.1. TN về tính tẩy màu của khí Clo ẩm (bài Clo)
Tình huống tại sao
Đặt vấn đề
- GV cho HS làm 2 thí nghiệm:
TN 1: cho vào ống nghiệm khô một vài tinh thể KMnO4, nhỏ thêm vài giọt dd HCl đậm đặc. Dẫn khí clo sinh ra qua ống nghiệm có chứa một ít dd H2SO4 đậm đặc để làm khô khí clo. Đậy ống nghiệm bằng nút cao su có đính một băng giấy màu khô.
TN 2: Tiến hành giống TN 1 nhưng thay băng giấy màu khô bằng giấy màu ẩm (không cần làm khô khí clo).
(a) (b) Giấy màu Khí Cl2 H2SO4 đặc Khí Cl2 H2O (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 2.2. TN tính tẩy màu của khí Clo ẩm
- HS quan sát hiện tượng ở 2 TN và phát hiện mâu thuẫn: ở TN 1 băng giấy màu không thay đổi về màu sắc, ở TN 2 băng giấy màu mất màu. Tại sao hiện tượng ở hai TN lại khác nhau?
Phát biểu vấn đề
+ Hiện tượng vừa quan sát được cho thấy điều gì?
+ Có các sự kiện (phản ứng) nào đã xảy ra trong hai ống nghiệm? + Chất nào đã gây ra hiện tượng làm mất màu băng giấy ẩm?
Giải quyết vấn đề
Ở cả hai ống nghiệm đã xảy ra phản ứng tạo khí clo có màu vàng lục: 2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
Riêng ống nghiệm 2 do có băng giấy màu ẩm (có nước), khí clo sinh ra một phần tác dụng với nước theo phương trình phản ứng:
Cl2 + H2O HCl + HClO
Axit hipoclorơ HClO có tính oxi hóa rất mạnh, có thể phá hủy các chất có màu.
Kết luận
Nước clo (khí clo ẩm) có tính tẩy màu còn khí clo khô thì không.
2.3.1.2. TN làm mất tính tẩy màu của nước clo (bài Clo)
Tình huống tại sao
Đặt vấn đề
- GV trình chiếu TN sục khí clo vào nước, sau đó nhúng giấy quỳ tím vào dd thu được và yêu cầu HS nhận xét.
- HS: Quỳ tím hóa đỏ, sau đó mất màu.
- GV: Tiếp tục chiếu thí nghiệm, để dd nước clo ở trên ra ngoài không khí một thời gian, rồi cho giấy quỳ tím vào và yêu cầu HS nhận xét.
- HS: Quỳ tím hóa đỏ, nhưng không bị mất màu.
Như vậy HS sẽ thắc mắc tại sao nước clo lại không còn khả năng tẩy màu nữa.
Phát biểu vấn đề
Nước clo có tác dụng tẩy màu nhưng để lâu không còn tính tẩy màu nữa, tại sao?
Giải quyết vấn đề
- GV nêu các câu hỏi
+ Hãy viết phương trình phản ứng khi cho khí clo tác dụng với nước.
+ Trong hai axit tạo thành khi cho khí clo tác dụng với nước, axit nào có tính oxi hóa mạnh, axit nào kém bền hơn? Tính tẩy màu của nước clo là do axit nào gây ra?
- HS viết phương trình phản ứng:
Cl2 + H2O HCl + HClO Nghiên cứu sách giáo khoa, học sinh sẽ trả lời được các câu hỏi đặt ra
+ Axit hipoclorơ HClO có tính oxi hóa rất mạnh, có thể phá hủy các chất có màu, tính tẩy màu của nước clo là do axit này gây ra và HClO rất kém bền.
+ Để nước clo ngoài không khí một thời gian, HClO bị phân hủy theo phản ứng: 2HClO 2HCl + O2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kết luận
Nước clo có tác dụng tẩy màu nhưng để lâu không còn tính tẩy màu nữa do sự kém bền của axit hipoclorơ (HClO).
2.3.1.3. TN chứng minh khí hiđro clorua khi tan trong nước tạo dd axit
clohiđric (bài Hiđro clorua – Axit clohiđric)
Tình huống nghịch lý - bế tắc
Đặt vấn đề
Tình huống 1: Khí hiđro clorua không làm đổi màu quỳ tím
- GV yêu cầu học sinh dự đoán hiện tượng khi cho quỳ tím tiếp xúc với khí hiđro clorua. - HS dựa trên cấu tạo phân tử khí hiđro clorua (HCl có nguyên tử Hiđro) sẽ dự đoán là khí HCl có tính axit do đó làm quỳ tím hóa đỏ (kiến thức lớp 9).
- GV biểu diễn TN 1:
+ Cho vào bình cầu khoảng 10g NaCl.
+ Dùng ống nhỏ giọt cho từ từ dd axit sunfuric đặc vào bình cầu (cho đến được khoảng 20 ml thì ngừng), đun nhẹ bằng đèn cồn. Khí hiđro clorua sinh ra qua ống dẫn khí, thu vào bình chứa khí có bỏ sẵn một băng giấy quỳ khô.
- HS quan sát TN sẽ ngạc nhiên khi thấy khí HCl không làm đổi màu quỳ tím.
NaCl rắn HCl (chất khí) H2SO4đặc
Băng giấy quì
Tình huống 2: Khí hiđro clorua khi tan trong nước tạo dd axit clohidric làm quỳ tím hóa đỏ.
- GV: Biểu diễn TN 2: + Các bước tương tự TN 1.
+ Trong bình chứa khí bỏ sẵn một băng giấy quỳ tím ẩm.
HS quan sát TN sẽ ngạc nhiên khi thấy khí HCl làm đổi màu quỳ tím ẩm.
Phát biểu vấn đề
Tại sao khí hiđro clorua khô không thể hiện tính chất thường thấy như một axit (làm quỳ tím hóa đỏ …)?
Giải quyết vấn đề
Để giải quyết vấn đề này, GV cần dùng phương pháp thuyết trình, vì đây là kiến thức khó mà học sinh chỉ giải thích được khi học trong chương trình hóa học 11.