- Chương 1: Sự điện li
2.3.2.1. Sử dụng thí nghiệm nêu vấn đề
- Thí nghiệm được dùng nêu vấn đề trong dạy học hĩa học:
+ Đĩ là các thí nghiệm được dùng để tạo nên các tình huống cĩ vấn đề trong dạy học hĩa học. Là phương tiện cĩ hiệu quả trong các hoạt động của hố học nhận thức và phát triển tư duy cho học sinh. Thí nghiệm nêu vấn đề là loại thí nghiệm mà qua đĩ cĩ thể tạo tình huống và giải quyết các vấn đề học tập khác nhau. Thí nghiệm nêu vấn đề cĩ lợi thế trước hết ở đặc tính trực quan sinh động của đối tượng nghiên cứu. Đĩ là tình huống bất ngờ, sự khơng bình thường của phản ứng hĩa học xảy ra trong thí nghiệm như biến đổi màu sắc, thay đổi trạng thái, hoặc cháy hay nổ ngồi dự kiến của người quan sát . “Chính những dấu hiệu khơng bình thường này đã lơi cuốn sự chú ý của HS và tạo ra thế năng tâm lý muốn nghiên cứu, muốn tìm hiểu nguyên nhân của hiện tượng khác thường trong thí nghiệm”. Khi quan sát và suy nghĩ về các thí nghiệm nêu vấn đề, HS thấy được mâu thuẫn (tình huống cĩ vấn đề) về nhận thức. Và cũng từ đây học sinh bắt đầu học. Đúng như X.LRubintêin đã viết “Người ta bắt đầu tư duy khi cĩ nhu cầu hiểu biết một cái gì đĩ. Dưới sự hướng dẫn của GV, HS xây dựng giả thuyết để tìm ra con đường giải quyết vấn đề. “Như vậy, thí nghiệm nêu vấn đề sẽ đặt HS vào vị trí của người nghiên cứu, tìm tịi một cách sáng tạo để giải quyết nhiệm vụ đặt ra”.
+ Theo V. I. Aviviurski, thí nghiệm được dùng để nêu vấn đề là loại thí nghiệm mà qua đĩ cĩ thể đặt ra và giải quyết các vấn đề học tập khác nhau. Tức là qua thí nghiệm phải nảy sinh được một trong các tình huống, các vấn đề trong dạy học hĩa học như: tình huống nghịch lý – bế tắc, tình huống lựa chọn và tình huống nhân quả. Nội dung các thí nghiệm này cần dựa vào sự hiểu biết về những hiện tượng và các quy luật đã biết của HS. Khi trình bày các thí nghiệm dùng để nêu vấn đề, cần trình bày trước các thí nghiệm để dẫn dắt, xác định vấn đề và hướng giải quyết vấn đề nảy sinh trong thí nghiệm dùng để nêu vấn đề vừa trình bày.
- Một số đặc điểm của thí nghiệm được dùng để nêu vấn đề:
Thí nghiệm này khơng chỉ dùng cho việc cung cấp kiến thức, hình thành các
khái niệm mà cịn được dùng để sửa các lỗi về nhận thức của HS và hiệu chỉnh các kiến thức về các vấn đề riêng biệt trong chương trình hĩa học. Trong quá trình hồn thành các thí nghiệm nêu vấn đề, HS thường đi đến kết luận cĩ tính chất tổng quát một cách thỏa mãn đồng thời cũng phát triển được kĩ năng và kỹ xảo của mình. Việc giải quyết những vấn đề chưa rõ ràng trong nhận thức bằng thực nghiệm sẽ khơi dậy tính độc lập sáng tạo của HS.
- GV sử dụng thí nghiệm tạo tình huống cĩ vấn đề để tổ chức hoạt động học tập cho HS theo trình tự sau:
+ GV nhắc lại kiến thức cĩ liên quan.
+ Dự đốn hiện tượng thí nghiệm sẽ xảy ra theo lí thuyết (trên cơ sở kiến thức HS đã cĩ).
+ GV tiến hành thí nghiệm hoặc hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm.
+ HS quan sát hiện tượng xảy ra khơng đúng như đa số HS dự đốn, gây ra mâu thuẫn nhận thức, xuất hiện vấn đề nghiên cứu.
+ GV hoặc tổ chức cho HS phát biểu vấn đề cần nghiên cứu dưới dạng bài tốn nhận thức, kích thích HS tìm tịi giải quyết vấn đề.
+ Tổ chức cho HS giải quyết vấn đề (GV hướng dẫn HS tham gia hoặc độc lập giải quyết vấn đề).
+ Kết luận về kiến thức và con đường tìm kiếm, thu nhận kiến thức.
Khi giải quyết vấn đề cĩ thể tổ chức cho HS thảo luận nhĩm, dùng kĩ thuật dạy học thu thập những dự đốn, câu hỏi, cách giải quyết vấn đề.
Ví dụ 1: Sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động tìm hiểu tính chất hĩa học của phenol (Bài 41 – CB, Bài 55 – NC).
- Mục tiêu:
+ Biết tính chất hĩa học của phenol và ảnh hưởng qua lại giữa các nhĩm nguyên tử trong phân tử phenol.
+ Rèn luyện kỹ năng quan sát, mơ tả, giải thích hiện tượng thí nghiệm. + Viết phương trình phản ứng xảy ra.
- Thí nghiệm:
C6H5OH+ NaOH C6H5OH+ Br2 (dd)
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS GV làm thí nghiệm: Cho phenol rắn
vào ống nghiệm A đựng nước và ống nghiệm B đựng dung dịch NaOH.
Quan sát, nêu hiện tượng?
GV nêu vấn đề: Tại sao trong ống A cịn những hạt rắn phenol khơng tan, cịn phenol tan hết trong ống B?
GV hướng dẫn HS giải quyết vấn đề : Dựa vào cấu tạo ta thấy phenol thể hiện tính chất gì?
GV đặt vấn đề tiếp: Tính axit của phenol mạnh tới mức độ nào?
Để trả lời câu hỏi này ta làm thí nghiệm sau: Sục khí cacbonic vào dung dịch natri phenolat đựng trong ống nghiệm C.
Quan sát, nêu hiện tượng. Giải thích tại sao?
Hiện tượng:
Trong ống nghiệm A cịn cĩ những hạt chất rắn là do phenol tan ít trong nước ở nhiệt độ thường
Trong ống nghiệm B phenol tan hết là do phenol cĩ tính axit đã tác dụng với NaOH tạo thành natri phenolat tan trong nước.
HS giải quyết vấn đề :
Căn cứ vào cấu tạo ta thấy phenol thể hiện tính axit
C6H5O-H+ NaOH → C6H5O-Na + H2O
Hiện tượng: phenol tách ra làm vẩn đục dung dịch.
Giải thích: Phenol cĩ tính axit yếu nên phản ứng được với NaOH, tuy nhiên nĩ vẫn chỉ là một axit rất yếu, yếu hơn cả axit cacbonic (bị axit cacbonic đẩy ra khỏi phenolat); ở nhiệt độ thường phenol ít tan trong nước nên làm cho dung dịch vẩn đục.
C6H5-ONa + CO2 + H2O → C6H5OH + NaHCO3
HS kết luận: Phenol cĩ tính axit mạnh hơn ancol, nhưng tính axit của
GV hướng dẫn HS giải quyết vấn đề: Tính axit của phenol như thế nào?
Kết luận: Qua thí nghiệm, em rút ra kết luận gì về tính axit của phenol?
nĩ cịn yếu hơn cả axit cacbonic. Dung dịch phenol khơng làm đổi màu quỳ tím.
GV nêu vấn đề :
Làm thế nào để chứng tỏ phản ứng thế vào vịng benzen dễ dàng hơn và ưu tiên thế vào các vị trí ortho, para. Muốn vậy phải so sánh cùng một phản ứng thực hiện ở cùng điều kiện đối với phenol và benzen. Đĩ là phản ứng với nước brom. Benzen khơng phản ứng với nước brom. Cịn phenol cĩ phản ứng được khơng?
Thí nghiệm :
Nhỏ nước brom vào dung dịch phenol.
Quan sát, nêu hiện tượng?
GV hướng dẫn HS giải quyết vấn đề : GV lưu ý: phản ứng này được dùng để nhận biết phenol.
Kết luận: Qua thí nghiệm, em rút ra kết luận gì về phản ứng thế của phenol?
Hiện tượng: Màu nước brom bị mất và xuất hiện ngay kết tủa trắng.
HS giải quyết vấn đề: Căn cứ vào cấu tạo ta thấy mật độ electron ở vịng benzen tăng lên làm cho phản ứng thế dễ dàng hơn và ưu tiên thế vào các vị trí ortho, para. OH + Br Br OH Br Br Br + HBr 2,4,6-tribromphenol ( Kết tủa trắng) Nhận xét: Phản ứng thế vào nhân thơm ở phenol dễ hơn ở benzen (ở điều kiện êm dịu hơn, thế được đồng thời cả 3 nguyên tử H ở các vị trí ortho và para).
Ví dụ 2: Sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động tìm hiểu tính oxi hĩa của axit HNO3 đặc khi tác dụng với phi kim. (Bài 9 – CB, Bài 12 – NC).
* Mục tiêu:
- Biết tính oxi hĩa của axit HNO3 đặc khi tác dụng với S.
- Rèn luyện kỹ năng quan sát, mơ tả, giải thích hiện tượng thí nghiệm. - Viết phương trình phản ứng xảy ra.
* Thí nghiệm: HNO3 (đặc) + S.
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS GV làm thí nghiệm: Cho một mẩu lưu
huỳnh bằng hạt đậu xanh vào ống nghiệm đựng axit HNO3 đặc. Sau đĩ đun nhẹ. Khi phản ứng kết thúc, nhỏ vào dung dịch trong ống nghiệm vài giọt BaCl2.
Quan sát, nêu hiện tượng?
GV nêu vấn đề: Tại sao sau khi phản ứng kết thúc, nhỏ vào dung dịch đĩ vài giọt BaCl2 thì xuất hiện kết tủa màu trắng?
GV hướng dẫn HS giải quyết vấn đề : Khi cho lưu huỳnh vào ống nghiệm đựng axit HNO3 đặc thì sản phẩm thu được là gì?
Kết luận: Qua thí nghiệm, em rút ra
Hiện tượng:
- Khi phản ứng xảy ra thấy thốt ra khí màu nâu.
- Khi nhỏ dung dịch BaCl2 vào dung dịch trong ống nghiệm thấy xuất hiện kết tủa màu trắng.
- HS giải quyết vấn đề:
Khi cho lưu huỳnh vào ống nghiệm đựng axit HNO3 đặc thì trong các sản phẩm thu được cĩ H2SO4 nên khi cho BaCl2 vào thì xảy ra phản ứng tạo BaSO4
kết luận gì về tính oxi hĩa của axit HNO3 đặc khi tác dụng với phi kim.
là chất kết tủa màu trắng.
- HS kết luận: Khi đun nĩng, axit HNO3 đặc cĩ thể oxi hĩa được các phi kim.