Phương tiện trực quan chứa đựng nguồn thông tin nhưng khai thác nguồn thông tin như thế nào lại phụ thuộc vào phương pháp giảng dạy của giáo viên. Trong dạy học Hóa học, sử dụng phương tiện trực quan để xây dựng tình huống có vấn đề với học sinh là một phương pháp dạy học hiệu nghiệm thu hút được sự chú ý của học sinh. Sự kết hợp thí nghiệm với việc xây dựng bài toán ơrixtic trong quá trình dẫn nhập vào bài sẽ rất hiệu quả. Ở đây, việc sử dụng thí nghiệm chỉ mang tính chất minh họa tính chất ơrixtic của bài toán một cách thuyết phục. Việc kết hợp này chúng ta có thể coi thí nghiệm như một bài toán thực nghiệm trong quá trình dạy học.
Với những bài học có thể làm thí nghiệm thì giáo viên nên chọn thí nghiệm điển hình nhất, trọng tâm nhất bài học để xây dựng kỹ thuật dẫn nhập vào bài.
2.3.2.1 Sử dụng thí nghiệm biểu diễn của giáo viên để dẫn nhập vào bài
Hiện nay, trong dạy học Hóa học ở nhà trường THPT chủ yếu sử dụng thí
nghiệm biểu diễn của giáo viên. Giáo viên dùng thí nghiệm để minh họa, giải thích hay nghiên cứu là tùy vào cách triển khai thí nghiệm kết hợp lời nói giáo viên. Điều này cũng là dễ hiểu bởi học sinh THPT còn nhiều bỡ ngỡ với các hóa chất, thiết bị, dụng cụ phòng thí nghiệm. Sự tiếp xúc với thí nghiệm của học sinh hạn chế nên kỹ năng cũng như hiểu biết về hóa chất và kinh nghiệm thực hành thí nghiệm chưa thực sự nhuần nhuyễn.
Thí nghiệm có những yêu cầu cao về đảm bảo an toàn như thí nghiệm với các hóa chất cần cẩn thận khi sử dụng (H2SO4 đặc, HNO3, KMnO4…và những chất dễ gây cháy nổ) thì nên dùng thí nghiệm biểu diễn của giáo viên. Giáo viên có kinh nghiệm hơn sẽ biết cách xử lý tình huống cũng như giải quyết hậu quả nếu sự cố xảy ra. Về mặt này chủ yếu đảm bảo an toàn thí nghiệm cho cả học sinh và giáo viên.
Những hóa chất mới đối với học sinh cũng không nên để học sinh thực hiện thí nghiệm vì như vậy học sinh chưa biết tính chất các chất thế nào nên các thao tác kỹ thuật có thể không đạt, như vậy sẽ ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm và không an toàn đối với học sinh.
Mặt khác, thí nghiệm biểu diễn giáo viên sẽ giúp giáo viên chủ động hơn về mặt thời gian. Nếu các thí nghiệm đòi hỏi khắt khe về thao tác chính xác thì giáo viên thực hiện sẽ có kết quả khả quan hơn.
Ví dụ 1 Sử dụng thí nghiệm sau : Cu tác dụng với H2SO4 đặc nóng.
* Tiến hành : cho mẩu đồng vào ống nghiệm. Nhỏ H2SO4 đặc vào ống nghiệm. Đun nóng.
* Sự mâu thuẫn về mặt nhận thức :
- Kiến thức cũ : Kim loại đứng sau hiđro trong dãy hoạt động hóa học của kim loại thì không tác dụng với axit.
- Kiến thức mới : Axit H2SO4 đặc có thể tác dụng được với Cu. * Các bước thực hiện :
- Bước 1 : Giáo viên nêu câu hỏi : Theo các bạn, Cu có tác dụng với axit không? - Bước 2 : Giáo viên thực hiện thí nghiệm. Học sinh quan sát và nêu hiện tượng. - Bước 3 : Giáo viên đặt vấn đề: Các bạn đã biết chỉ có các kim loại đứng trước Hiđro mới tác dụng với dung dịch axit. Nhưng tại sao Cu đứng sau hiđro lại tác dụng được với H2SO4 đặc? Để tìm hiểu thêm về tính chất của axit H2SO4 và giải thích tại sao axit sunfuric có thể tác dụng được với đồng, chúng ta cùng tìm hiểu bài học mới hôm nay.
* Phạm vi ứng dụng :
- Bài 33 Axit sunfuric – Muối sunfat ( tiết 1) hoặc phần I mục II.2 Tính chất hóa học
hay mục II.2b Tính chất của axit sunfuric đặc trong chương trình lớp 10 cơ bản. - Bài 45 Hợp chất có oxi của lưu huỳnh (tiết 3 ) hoặc phần III Axit sunfuric mục III.3 Tính chất hóa học hay mục III.3b Tính chất của axit sunfuric đặc trong chương trình lớp 10 nâng cao.
Ví dụ 2 : Sử dụng thí nghiệm : CuSO4 tác dụng với dung dịch NH3 dư * Tiến hành :
- Bước 1 : Nhỏ 2ml dung dịch CuSO4 vào ống nghiệm. Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch NH3 vào ống nghiệm để thấy kết tủa.
- Bước 2 : Tiếp tục nhỏ dung dịch NH3 vào cho đến khi kết tủa tan hết. * Sự mâu thuẫn về mặt nhận thức :
- Kiến thức cũ : Muối CuSO4 tác dụng với dung dịch bazơ sẽ tạo ra bazơ mới là Cu(OH)2 kết tủa. Muốn hòa tan Cu(OH)2 thì cần dùng một dung dịch axit.
- Kiến thức mới : NH3 có tính bazơ nhưng đồng thời cũng có khả năng tạo phức với một số ion kim loại nên có thể hòa tan được hiđroxit của các kim loại đó.
* Các bước thực hiện :
- Bước 1 : Yêu cầu học sinh dự đoán khi cho muối Cu (II) tác dụng với dung dịch kiềm có thể có hiện tượng gì? Thực hiện bước 1 của thí nghiệm. Quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra. Xác nhận dung dịch NH3 có tính bazơ.
- Bước 2 : Yêu cầu học sinh cho biết muốn hòa tan kết tủa Cu(OH)2 thì cần dùng hóa chất nào? Thực hiện bước 2 của thí nghiệm. Quan sát và mô tả hiện tượng. Vậy có phải NH3 có tính axit không?
- Bước 3 : Giáo viên đặt vấn đề : Vậy thực tế NH3 có những tính chất nào? Nó có phải có tính chất lưỡng tính hay không? Tại sao nó vừa có thể tạo kết tủa Cu(OH)2 vừa có thể hòa tan Cu(OH)2 ? Chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu trong bài học mới hôm nay.
* Phạm vi ứng dụng : Sử dụng thí nghiệm này dẫn nhập cho :
- Bài 8 Amoniac và muối amoni ( tiết 1) hoặc phần III Tính chất hóa học của NH3 mục III.2 Tác dụng với dung dịch muối trong chương trình lớp 11 cơ bản.
- Bài 11 Amoniac và muối amoni ( tiết 1) hoặc phần III Tính chất hóa học hoặc mục III.2 Khả năng tạo phức trong chương trình lớp 11 nâng cao.
Ví dụ 3 : Sử dụng thí nghiệm : Cu tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm HCl và NaNO3.
* Tiến hành :
- Bước 1 : Cho dung dịch HCl vào ống nghiệm. Cho thêm mẩu đồng vào.
- Bước 2 : Cho tinh thể NaNO3 vào ống nghiệm, khuấy đều, có thể cần đun nóng. * Sự mâu thuẫn về mặt nhận thức :
- Kiến thức cũ : Kim loại đứng sau hiđro trong dãy hoạt động hóa học của kim loại nên không tác dụng với axit HCl. Kim loại yếu không tác dụng được với muối của kim loại mạnh hơn nó.
- Kiến thức mới : Cu không tác dụng với HCl và NaNO3 nhưng lại có thể tác dụng với dung dịch hỗn hợp 2 chất này.
* Các bước thực hiện:
- Bước 1 : Giáo viên nêu câu hỏi : theo các bạn đồng có tác dụng với dung dịch axit HCl và dung dịch NaNO3 không? Vậy nếu cho Cu vào dung dịch hỗn hợp 2 chất này có thì có xảy ra phản ứng không?
- Bước 2 : Thực hiện bước 1 của thí nghiệm. Yêu cầu học sinh quan sát và nêu hiện tượng. Thực hiện bước 2 của thí nghiệm. Yêu cầu học sin quan sát và nêu hiện tượng.
- Bước 3 : Giáo viên đặt vấn đề : Các bạn đã biết đồng không tác dụng với axit không có tính oxi hóa như HCl hay H2SO4 loãng. Mặt khác đồng cũng không tác dụng với muối của kim loại mạnh hơn nó. Vậy tại sao Cu tác dụng được với dung dịch hỗn hợp HCl và NaNO3? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu những điều này trong bài học mới hôm nay.
* Phạm vi áp dụng : Thí nghiệm này có thể dùng dẫn nhập khi dạy các phần kiến thức :
- Bài 9 Axit nitric và muối nitrat ( tiết 1) hoặc phần III Tính chất hóa học mục III.2
Tính oxi hóa trong chương trình lớp 11 cơ bản.
- Bài 9 Axit nitric và muối nitrat ( tiết 2) hoặc phần I Tính chất của muối nitrat
trong chương trình lớp 11 cơ bản.
- Bài 12 Axit nitric và muối nitrat ( tiết 1) hoặc phần III Tính chất hóa học mục III.2 Tính oxi hóa trong chương trình lớp 11 nâng cao.
- Bài 12 Axit nitric và muối nitrat ( tiết 2) hoặc phần I mục I.2 Tính chất hóa học
trong chương trình lớp 11 nâng cao.
Ví dụ 4 : Sử dụng thí nghiệm : Phản ứng của glucozơ với Cu(OH)2
* Tiến hành :
- Bước 1 : Cho 2ml dung dịch NaOH vào ống nghiệm. Nhỏ dung dịch CuSO4 vào. Nhỏ tiếp dung dịch Glucozơ vào ống nghiệm. Lắc đều.
- Bước 2 : Đun nóng ống nghiệm. Quan sát hiện tượng. * Sự mâu thuẫn về mặt nhận thức :
- Kiến thức cũ : Hợp chất tác dụng với Cu(OH)2 ở điều kiện thường tạo dung dịch màu xanh lam đặc trưng là ancol đa chức. Hợp chất tác dụng với Cu(OH)2 khi đun nóng cho kết tủa đỏ gạch là hợp chất anđehit.
- Kiến thức mới : Có những hợp chất có chứa nhiều loại nhóm chức trong phân tử và gọi chúng là hợp chất tạp chức. Glucozơ vừa thể hiện tính chất của ancol đa chức, vừa thể hiện tính chất của anđehit nên glucozơ thuộc loại hợp chất tạp chức có chứa cả 2 loại nhóm chức trong phân tử.
* Các bước thực hiện :
- Bước 1 : Thực hiện bước 1 của thí nghiệm. Học sinh quan sát và nêu hiện tượng. Giáo viên yêu cầu học sinh dự đoán tính chất của glucozơ.
- Bước 2 : Thực hiện bước 2 của thí nghiệm. Học sinh quan sát và nêu hiện tượng. Yêu cầu học sinh dự đoán tính chất của glucozơ.
- Bước 3 : Giáo viên đặt vấn đề : Các bạn đã biết các hợp chất ancol đa chức tác dụng với Cu(OH)2 tạo dung dịch màu xanh thẫm đặc trưng và các anđehit tác dụng với Cu(OH)2 đun nóng tạo kết tủa đỏ gạch. Glucozơ vừa có tính chất của ancol đa chức, vừa có tính chất của anđehit. Vậy glucozơ thuộc loại hợp chất gì? Tại sao glucozơ lại thể hiện tính chất của 2 loại nhóm chức khác nhau? Chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu vấn đề này trong bài học mới hôm nay.
* Phạm vi ứng dụng : Thí nghiệm này có thể dùng dẫn nhập vào bài cho :
- Bài 5 Glucozơ hoặc phần II Cấu tạo phân tử hay phần III Tính chất hóa học trong chương trình lớp 12 cơ bản.
- Bài 5 Glucozơ hoặc phần II Cấu trúc phân tử hay phần III Tính chất hóa học trong chương trình lớp 12 nâng cao.
2.3.2.2 Sử dụng thí nghiệm học sinh để dẫn nhập vào bài
Khi các thí nghiệm đơn giản cả về thao tác và hóa chất thì có thể sử dụng các thí nghiệm học sinh tự làm. Với kỹ thuật này, yêu cầu học sinh phải có kỹ năng và kiến thức thực hiện thí nghiệm tốt. Mặc dù có những hóa chất không độc, nhưng đã gọi là hóa chất thì đều phải có mức độ cẩn thận nhất định. Mặt khác, các dụng cụ thí nghiệm đều làm bằng thủy tinh dễ vỡ nên việc cử học sinh làm thí nghiệm thì giáo viên phải hướng dẫn thao tác tỉ mỉ và có phương án đề phòng trường hợp bất cẩn của học sinh.
Ví dụ 1 : Sử dụng thí nghiệm : Dung dịch muối AlCl3 tác dụng với dung dịch NaOH dư.
* Tiến hành :
Cho dung dịch NaOH vào ống nghiệm. Nhỏ từ từ từng giọt AlCl3 vào ống nghiệm. * Sự mâu thuẫn về mặt nhận thức :
- Kiến thức cũ : Khi cho muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm tạo thành nhôm hiđroxit kết tủa không ta trong nước.
- Kiến thức mới : Khi cho muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm dư thì Al(OH)3 tạo thành có tính chất lưỡng tính nên tiếp tục tác dụng với kiềm dư tạo thành muối aluminat tan được trong nước.
* Các bước thực hiện :
- Bước 1 : Giáo viên yêu cầu học sinh cho biết khi cho muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm tạo sản phẩm là gì và dự đoán hiện tượng xảy ra.
- Bước 2 : Học sinh thực hiện thí nghiệm và quan sát, mô tả hiện tượng.
- Bước 3 : Giáo viên đặt vấn đề : Các bạn đã biết khi muối AlCl3 tác dụng với dung dịch NaOH cho Al(OH)3. Al(OH)3 là một chất không tan trong nước vậy tại sao chúng ta không thấy xuất hiện kết tủa? Để tìm hiểu điều này chúng ta cùng tìm hiểu bài học mới hôm nay.
* Phạm vi áp dụng : Thí nghiệm có thể dùng dẫn nhập khi giảng dạy phần kiến thức:
- Bài 27 Nhôm và hợp chất của nhôm khi dạy tiết 2 (phần B. Một số hợp chất quan trọng của nhôm.) trong chương trình lớp 12 cơ bản.
- Hiđroxit lưỡng tính trong chương trình lớp 11.
Ví dụ 2 : Sử dụng thí nghiệm : Phenol tác dụng với dung dịch brom.
* Tiến hành : Cho dung dịch phenol vào ống nghiệm. Nhỏ từng giọt dung dịch Brom vào ống nghiệm.
* Sự mâu thuẫn về mặt nhận thức :
- Kiến thức cũ : Các chất có chứa vòng benzen thì tham gia phản ứng thế trên vòng benzen giống benzen và các dẫn xuất của benzen. Nhưng chúng không tham gia phản ứng với dung dịch Brom. Nếu tham gia phản ứng với brom cần điều kiện phản ứng là brom khan và xúc tác bột sắt, có thể phải đun nóng.
- Kiến thức mới : Phenol có thể tham gia phản ứng thế với dung dịch Brom mà không cần xúc tác.
* Các bước thực hiện :
- Bước 1 : Giáo viên cho công thức cấu tạo của phenol và yêu cầu học sinh dự đoán xem phenol có tham gia phản ứng với dung dịch Brom hay không.
- Bước 2 : Học sinh làm thí nghiệm, quan sát và nêu hiện tượng.
- Bước 3 : Giáo viên đặt vấn đề : Các bạn đã biết benzen và các đồng đẳng benzen chỉ tác dụng với Brom khan có mặt xúc tác bột sắt mà không tác dụng với dung dịch Brom. Vậy tại sao phenol lại có thể tác dụng với dung dịch Brom và phản ứng cũng không cần xúc tác? Để biết câu trả lời, chúng ta cùng tìm hiểu bài học mới hôm nay. * Phạm vi ứng dụng : Thí nghiệm có thể dùng dẫn nhập cho :
- Bài 41 Phenol hoặc phần II Phenol trong chương trình lớp 11 cơ bản.
- Bài 55 Phenol hoặc phần II Tính chất hóa học hay mục II.2 Phản ứng thế ở vòng thơm trong chương trình lớp 11 nâng cao.
Ví dụ 3 : Thí nghiệm : dung dịch NH3 tác dụng với giấy tẩm dung dịch phenolphtalein.
* Tiến hành : Cho dụng dịch NH3 vào ống nghiệm. Cho mẩu giấy tẩm phenolphtalein vào ống nghiệm.
* Sự mâu thuẫn của nhận thức :
- Kiến thức cũ : Dung dịch kiềm có khả năng làm đổi màu phenolphtalein thành màu hồng. Các chất bazơ tan được tạo ra dung dịch kiềm có nhóm OH trong phân tử nên khi tan vào nước điện li ra OH-.
- Kiến thức mới : NH3 không có nhóm OH trong phân tử nhưng khi tan vào nước nó phản ứng với nước tạo ra ion OH- nên dung dịch NH3 có môi trường bazơ, làm phenolphtalein đổi thành màu hồng.
* Các bước thực hiện :
- Bước 1 : Yêu cầu học sinh cho biết dung dịch làm phenolphtalein hóa hồng có môi trường axit, bazơ hay trung tính.
- Bước 2 : Yêu cầu học sinh làm thí nghiệm, quan sát và mô tả hiện tượng. - Bước 3 : Giáo viên đặt vấn đề : Vậy tại sao phân tử NH3 không có nhóm OH trong phân tử nhưng dung dịch của nó vẫn tạo ra môi trường kiềm? Chúng ta sẽ được tìm hiểu trong bài học mới hôm nay.
* Phạm vi ứng dụng : Thí nghiệm có thể dùng dẫn nhập khi dạy phần kiến thức sau: - Bài 8 Amoniac và muối amoni ( tiết 1) hoặc phần III Tính chất hóa học của NH3 mục III.1 Tính bazơ của NH3 trong chương trình lớp 11 cơ bản.
- Bài 11 Amoniac và muối amoni ( tiết 1) hoặc phần III Tính chất hóa học hoặc mục III.1 Tính bazơ của NH3 trong chương trình lớp 11 nâng cao.