A. Mục tiêu của chuyên đề
a) Kiến thức
− Trạng thái tinh thể và trạng thái vô định hình. − Các dạng hình học phổ biến của tinh thể.
− Các khái niệm: ô mạng cơ sở, số đơn vị cấu trúc/ô mạng, số phối trí, độ
đặc khít, …
− Các loại tinh thể: tinh thể ion, tinh thể nguyên tử, tinh thể phân tử, tinh thể kim loại.
− Khối lượng riêng của tinh thể. − Năng lượng mạng lưới tinh thể. Trọng tâm:
• Các dạng hình học phổ biến của tinh thể: lập phương đơn giản, lập
phương tâm diện, lập phương tâm khối, lục phương.
• Các loại mạng tinh thể: kim loại, ion, nguyên tử, phân tử.
• Cách tính khối lượng riêng và năng lượng mạng lưới tinh thể.
b) Kĩ năng
− Nắm vững đặc điểm của một số mạng tinh thể cơ bản. − Tính toán các đại lượng liên quan đến mạng tinh thể. − Xác định dạng mạng tinh thể và nguyên tố hóa học.
c) Phương pháp nhận thức
− Tự nghiên cứu, làm việc độc lập.
− Làm việc nhóm.
− Vận dụng kiến thức để giải quyết các nhiệm vụ học tập. − Trình bày kết quả thảo luận trước lớp.
− Giáo dục lòng say mê khoa học, thích khám phá, tìm tòi, sáng tạo.
− Rèn tác phong làm việc khoa học, tư duy phân tích, tổng hợp.
B. Phương pháp dạy học
Hoạt động nhóm, nghiên cứu, đàm thoại, dạy học nêu vấn đề.
C. Chuẩn bị:
+ GV: Phát tài liệu chuyên đề “Hóa học tinh thể” để HS nghiên cứu trước. Chuẩn bị phiếu học tập và giáo án điện tử (mô phỏng các dạng tinh thể), mô hình các dạng tinh thể.
+ HS: nghiên cứu trước tài liệu và ghi lại các vấn đề chưa rõ cần được giải đáp.
D. Tài liệu hướng dẫn HS tự học ở nhà
I. Lý thuyết
a) Tóm tắt lý thuyết
(Hệ thống lý thuyết phần Hóa học tinh thể trong luận văn, trang 50 – 57). b) Tài liệu tham khảo
1. Đào Hữu Vinh (chủ biên), Nguyễn Duy Ái (2010), Tài liệu giáo khoa chuyên hóa học 10 – tập 1, NXB Giáo dục, trang 201 – 206.
2. Nguyễn Đức Chung (2003), Bài tập hóa học đại cương, NXB ĐHQG TPHCM, trang 142 – 175.
3. Đào Đình Thức (1995), Bài tập hóa đại cương, NXB Nông nghiệp, trang 146 – 165.
4. Lâm Ngọc Thiềm, Trần Hiệp Hải (2007), Bài tập hóa học đại cương, NXB ĐHQG Hà Nội, trang 281 – 298.
5. Nguyễn Đức Vận, Nguyễn Huy Tiến, Câu hỏi và bài tập hóa học vô cơ – phần kim loại, NXB Khoa học và kĩ thuật, trang 6 – 16, 66 – 76.
II. Bài tập luyện tập
Bài tập trắc nghiệm: từ câu 136 đến câu 145 – Hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan phần Cơ sở lý thuyết cấu tạo chất (lưu trong đĩa CD).
Bài tập tự luận: 1, 3, 4, 22, 25, 31, 34, 36, 39, 45 (hệ thống bài tập tự luận phần Hóa học tinh thể).
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Buổi 1
Hoạt động 1: Tìm hiểu các thắc mắc của HS
(thời gian: 15 phút) - Sau khi nghiên cứu tài liệu trước ở nhà, các em có vấn đề gì chưa rõ cần trao đổi?
- GV ghi tất cả các thắc mắc lên bảng.
GV xác định: các thắc mắc có trong nội dung các phiếu học tập sẽ giải quyết sau khi thảo luận nhóm; các thắc mắc khác yêu cầu HS thảo luận đưa ra phương hướng giải quyết.
Hoạt động 2: Hoạt động nhóm
(thời gian: 30 phút)
GV phân chia nhóm HS và nội dung thảo luận cho các nhóm. HS hoạt động nhóm để trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập.
Phiếu học tập số 1: Các dạng hình học phổ biến của tinh thể
1. Phân biệt chất rắn tinh thể và chất rắn vô định hình.
2. Mô tả 4 dạng hình học phổ biến của tinh thể 3. Hãy cho biết (có giải thích) số đơn vị cấu trúc, số phối trí, độ đặc khít, biểu thức liên hệ giữa cạnh ô mạng và bán kính đơn vị cấu trúc của các mạng tinh thể lập phương đơn giản, lập phương tâm khối, lập phương tâm diện và lục phương.
- HS nêu các thắc mắc.
Chia mỗi nhóm thực nghiệm (12 – 16 HS) thành 4 nhóm nhỏ, 2 nhóm thảo luận nội dung 1 phiếu học tập. Sau đó 1 nhóm trình bày, 1 nhóm bổ sung.
Phiếu học tập số 2: Các loại tinh thể
1. Thế nào là lỗ trống tứ diện và lỗ trống bát diện? 2. Trình bày đặc điểm về tiểu phân cấu trúc, lực liên kết và tính chất của tinh thể kim loại, ion, nguyên tử, phân tử.
3. Mô tả cấu trúc tinh thể Cu, Na, Mg, NaCl, CsCl, kim cương, than chì, nước đá, CO2 rắn dựa trên hình vẽ.
Phiếu học tập số 3: Khối lượng riêng của tinh thể 1. Thảo luận và cho biết cách xây dựng công thức tính khối lượng riêng của tinh thể.
2. Trình bày cách giải bài tập 1, 3 – bài tập tự học ở nhà.
Phiếu học tập số 4: Năng lượng mạng lưới tinh thể Hãy cho biết ý nghĩa của năng lượng mạng lưới tinh thể và làm rõ cách tính Uml theo công thức Kapustinskivà chu trình Born – Haber qua cách giải bài tập 48 – bài tập tự học ở nhà.
Hoạt động 3: Báo cáo kết quả thảo luận
(thời gian: 45 phút)
- GV tổ chức cho các nhóm báo cáo kết quả thảo luận.
- GV chỉnh lí và kết luận về những kiến thức trọng tâm.
- GV: kết quả báo cáo của các nhóm đã giải đáp được một số thắc mắc của HS. GV tổ chức cho HS thảo luận để tìm câu trả lời cho những vấn đề còn lại.
Buổi 2
Hoạt động 4: Làm bài tập vận dụng
- Đại diện nhóm lên báo cáo kết quả thảo luận. HS các nhóm khác và GV tham gia đặt câu hỏi.
(thời gian: 70 phút)
- GV cùng cả lớp giải đáp những vấn đề chưa rõ trong bài tập tự nghiên cứu ở nhà.
- Giải bài tập 5, 10, 12, 15, 19, 32, 35, 42, 43, 49, 50 – trích từ nội dung phần hệ thống bài tập tự luận phần Hóa học tinh thể trong luận văn.
Hoạt động 5: Củng cố
(thời gian: 10 phút)
GV hướng dẫn HS ôn tập các kiến thức trọng tâm.
Hoạt động 6: Hướng dẫn học ở nhà
(thời gian: 10 phút)
- GV nhận xét, đánh giá hoạt động học tập của nhóm, cá nhân.
- Hướng dẫn HS học ở nhà: đọc tài liệu và làm thêm bài tập.
- GV dùng phương pháp đàm thoại và dạy học nêu vấn đề: bài tập 5, 10, 19, 32, 43.
- HS thảo luận nhóm: bài tập 12, 15, 35, 42, 49, 50.
TÓM TẮT CHƯƠNG 2
Trong chương này, chúng tôi đã nghiên cứu cấu trúc chương trình môn hóa học lớp 10 chuyên hóa, hệ thống hóa lý thuyết, lựa chọn và xây dựng hệ thống bài tập phần Cơ sở lý thuyết cấu tạo chất để thiết kế 4 giáo án. Nội dung gồm các phần:
1. Nghiên cứu cấu trúc chương trình môn hóa học lớp 10 chuyên hóa và phần Cơ sở lý thuyết cấu tạo chất.
2. Xây dựng cơ sở khoa học của việc hệ thống hóa lý thuyết và xây dựng hệ thống bài tập phần Cơ sở lý thuyết cấu tạo chất.
3. Trình bày hệ thống lý thuyết và bài tập phần Cơ sở lý thuyết cấu tạo chất dùng trong dạy học lớp 10 chuyên hóa với 3 chuyên đề.
Chuyên đề 1: Cấu tạo nguyên tử
Chuyên đề 2: Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học Chuyên đề 3: Hóa học tinh thể
- Về hệ thống lý thuyết, chúng tôi chú trọng các vấn đề trọng tâm đáp ứng yêu cầu trong các đề thi HSG Olympic 30/4, HSG quốc gia, Olympic quốc tế.
- Về hệ thống bài tập, chúng tôi đã lựa chọn và xây dựng được 330 bài tập tự luận và 230 bài tập trắc nghiệm với đầy đủ các dạng có sử dụng trong các đề thi HSG. Ứng với mỗi chuyên đề, hệ thống bài tập phần tự luận được đưa vào theo trình tự các bài cơ bản, vận dụng và vận dụng sáng tạo.
4. Đề xuất phương pháp sử dụng hệ thống lý thuyết và bài tập dạy học cho HS lớp 10 chuyên hóa gồm: hoạt động tự học ở nhà, học trên lớp và kiểm tra.
5. Thiết kế 4 giáo án, 4 đề kiểm tra chuyên đề và 1 đề kiểm tra tổng hợp nhằm đánh giá hiệu quả của hệ thống lý thuyết và bài tập đã đề xuất.
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM