2.1.1. Sử dụng TN khi nghiên cứu tài liệu mới
2.1.1.1. Sử dụng TN là nguồn kiến thức để tổ chức hoạt động nghiên cứu
Sử dụng TNHH tổ chức hoạt động kiểm nghiệm giả thuyết, dựđoán lí thuyết thường được sử dụng phối hợp với phương pháp nghiên cứu.
TNHH được dùng làm nguồn kiến thức để GV tổ chức và hướng dẫn các hoạt
động của HS:
- Giúp HS hiểu và nhắm vững vấn đề cần nghiên cứu. - Nêu ra giả thuyết khoa học, những dựđoán.
- Lập kế hoạch giải ứng với từng giả thuyết.
- Chuẩn bị hoá chất, dụng cụ, đề xuất cách tiến hành TN.
- Quan sát TN (GV biểu diễn) hoặc tiến hành TN, mô tả hiện tượng. - Xác nhận giả thuyết, dựđoán đúng.
- Giải thích, kết luận về kiến thức mới và phương pháp nhận thức.
Như vậy GV đã tổ chức cho HS tham gia các hoạt động của người nghiên cứu, qua đó hình thành kĩ năng nghiên cứu khoa học, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề học tập.
Ví dụ: Trong bài “Sự biến đổi tính kim loại, tính phi kim của các nguyên tố
36
- Thí nghiệm cần tiến hành: + Na, K tác dụng với H2O + Na, Mg, Al tác dụng với H2O - Mục tiêu của thí nghiệm:
+ Kiến thức: qua thí nghiệm HS biết qui luật biến đổi tính kim loại, tính phi kim trong chu kì và nhóm.
+ Kĩ năng: rèn luyện KNTN, quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra.
- Những kiến thức có liên quan: cấu hình electron, số electron lớp ngoài cùng, nhóm A, nhóm B, chu kì.
- PP sử dụng TN: theo PPNC (GV hoặc HS có thể tiến hành thí nghiệm).
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
GV. Nêu mục tiêu của TN: TN dùng để
nghiên cứu sự biến đổi tính kim loại, tính phi kim trong nhóm.
GV. Nêu vấn đề: khi cho Na, K tác dụng với H2O sẽ tạo ra sản phẩm gì? Na hay K phản ứng nhanh hơn?
GV: làm TN, yêu cầu HS: - Quan sát hiện tượng xảy ra.
- Xác nhận về khả năng phản ứng của Na và K.
- Nhận xét vị trí và đặc điểm của Na, K trong BTH ( Nhóm, STT, ĐTHN).
- Rút ra kết luận về sự biến đổi tính kim loại, tính phi kim trong nhóm.
GV: tiến hành tương tự khi nghiên cứu sự biến đổi tính kim loại, tính phi kim trong một chu kì. HS: lắng nghe để hiểu mục đích TN. HS: trả lời - Na tác dụng với H2O tạo NaOH + H2↑ - K tác dụng với H2O tạo KOH + H2↑ - Có 2 khả năng phản ứng: + Na nhanh hơn K. + K nhanh hơn Na. HS: QS hiện tượng và rút ra nhận xét: - Na, K phản ứng mãnh liệt với H2O. - K phản ứng nhanh hơn Na. + Na, K cùng nhóm IA, Na có STT = ĐTHN = 11, K có STT = ĐTHN = 19. ĐTHN tăng dần khi đi từ trên xuống. - Kết luận: trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân tính kim loại của các nguyên tố tăng dần, đồng thời tính phi kim giảm dần. HS: hoạt động tương tự như trên.
37
2.1.1.2. Sử dụng TN đối chứng để HS tự rút ra kiến thức
Khi hình thành một khái niệm, một qui tắc, một qui luật để giúp HS hiểu và tự
nêu ra được những kết luận đầy đủ, chính xác về những dấu hiệu bản chất của khái niệm, nội dung của qui tắc, qui luật GV cần tổ chức cho HS sử dụng TN đối chứng
để tổ chức hoạt động học tập của HS như sau: - HS xác định TN kiểm nghiệm.
- Chọn yếu tố tác động, yếu tố giữ nguyên trong TN đối chứng.
- Chuẩn bị hoá chất, dự kiến cách tiến hành, hiện tượng đúng theo qui luật. - Tiến hành TN, quan sát, giải thích và xác nhận.
- Kết luận về kiến thức thu nhận được.
Ví dụ: Bài “Hợp chất có oxi của lưu huỳnh” phần Tính oxi hoá của axit H2SO4
đặc khi tác dụng với KL.
- Thí nghiệm cần tiến hành:
+ Cu tác dụng với axit H2SO4 loãng và H2SO4 đặc.
+ Al, Fe tác dụng với H2SO4đặc nguội, H2SO4đặc nóng. - Mục tiêu của thí nghiệm:
+ Kiến thức: qua thí nghiệm HS có thể kết luận về tính oxi hoá mạnh của axit H2SO4đặc.
+ Kĩ năng: rèn luyện KNTN, quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra.
- Những kiến thức có liên quan: cân bằng phản ứng oxi hoá - khử, chất khử, chất oxi hoá. - PP sử dụng TN: theo PPĐC (GV hoặc HS tiến hành thí nghiệm). Hoạt động của GV Hoạt động của HS GV: nêu mục đích của TN là nghiên cứu khả năng tác dụng của axit H2SO4 đặc với KL. GV: khi cho Cu tác dụng với H2SO4 loãng và H2SO4đặc có hiện tượng gì xảy ra không? HS: lắng nghe để hiểu mục đích TN. HS: trả lời Cu không tác dụng với H2SO4 loãng và H2SO4 đặc (dựa vào TCHH của axit
38
GV: tiến hành hai TN cho Cu tác dụng với H2SO4 loãng và H2SO4 đặc, nóng, dẫn khí thoát ra vào dd KMnO4. Yêu cầu HS:
- Quan sát hiện tượng xảy ra.
- Nêu điểm khác biệt trong hai TN trên, dựđoán sản phẩm khí sinh ra. Từđó kết luận về tính oxi hoá của axit H2SO4 đặc, nóng.
GV: làm TN đối chứng khả năng thụ động hoá của Al, Fe trong H2SO4 đặc, nguội. Yêu cầu HS:
- Quan sát hiện tượng xảy ra trước khi
đun nóng axit H2SO4 đặc và khi đun nóng axit.
- Từ đó liên hệ thực tế vận chuyển axit H2SO4 đặc. H2SO4 loãng đã học) HS: Quan sát hiện tượng TN và trả lời - Cu không tác dụng với H2SO4 loãng - Cu tác dụng với H2SO4 đặc, nóng, tạo sản phẩm khí có thể là SO2 do làm mất màu dd KMnO4. - Kết luận: axit sunfuric đặc, nóng có tính oxi hoá rất mạnh tác dụng với nhiều KL trừ Au, Pt.
Cu + 2H2SO4 (đặc, nóng)→ CuSO4 + SO2↑ + 2H2O HS: Quan sát hiện tượng TN và trả lời - Al, Fe thụ động trong axit H2SO4 đặc, nguội.
Kết luận: Al, Fe, Cr thụ động trong axit H2SO4đặc, nguội.
- Trong thực tế vận chuyển axit H2SO4
đặc chứa trong các thùng bằng thép.
2.1.1.3. Sử dụng TNHH để tạo tình huống có vấn đề
Khi dùng TNHH để tạo tình huống có vấn đề, GV cần tổ chức các hoạt động học tập của HS như sau:
- GV giới thiệu TN cần nghiên cứu.
- Tổ chức cho HS dự đoán hiện tượng TN sẽ xảy ra theo lí thuyết (trên cơ sở
kiến thức HS đã có).
39
- HS quan sát hiện tượng và thấy hiện tượng xảy ra không đúng nhưđa số HS dựđoán, từđó gây ra mâu thuẫn nhận thức và xuất hiện vấn đề nghiên cứu. - GV tổ chức cho HS phát biểu vấn đề nghiên cứu dưới dạng bài toán nhận
thức, kích thích HS tìm tòi giải quyết vấn đề.
- Tổ chức cho HS giải quyết vấn đề (GV hướng dẫn HS hoặc HS độc lập giải quyết vấn đế).
- Kết luận về kiến thức và con đường tìm kiếm, thu nhận kiến thức.
- Khi giải quyết vấn đề có thể tổ chức cho HS thảo luận nhóm, thu thập những dựđoán, câu hỏi, cách giải quyết vấn đề.
Ví dụ: Bài “Cân bằng hoá học” phần ảnh hưởng của nhiêt độđến cân bằng hoá học.
- Thí nghiệm cần tiến hành: ngâm ống nghiệm chứa NO2 trong cốc nước nóng và cốc nước đá.
- Mục tiêu của thí nghiệm:
+ Kiến thức: qua thí nghiệm HS có thể kết luận sựảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hoá học.
+ Kĩ năng: rèn luyện KNTN, quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra.
- Những kiến thức có liên quan: tốc độ phản ứng, các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học.
- Phương pháp sử dụng TN: theo PPNVĐ (HS tiến hành thí nghiệm).
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
GV: nêu mục đích của TN là sựảnh hưởng của nhiệt độđến cân bằng hoá học.
GV: giới thiệu PTHH
2 4( )K 2 2( )K 58
N O NO H kJ
(không màu) (màu nâu đỏ)
GV: chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa NO2, một ống dùng để so sánh, 2 ống làm TN.
HS: lắng nghe để hiểu mục đích TN.
40
GV: nêu vấn đề:
- Nếu ngâm ống 1 vào cốc nước nóng thì có hiện tượng gì xảy ra?
- Nếu ngâm ống 2 vào cốc nước đá thì có hiện tượng gì xảy ra?
GV: cho HS làm TN với ống 1 và ống 2. Yêu cầu HS:
- Quan sát hiện tượng xảy ra.
- Cho biết ở ống 1 và ống 2 cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận hay chiều nghịch (toả
nhiệt hay thu nhiệt)?
- Kết luận về sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hoá học.
HS: trả lời dựđoán
- Nếu ống 1 và ống 2 có sự thay
đổi màu so với ống 3 thì nhiệt độ
có ảnh hưởng đến cân bằng hoá học.
- Nếu ống 1 và ống 2 không có sự
thay đổi màu so với ống 3 thì nhiệt độ không ảnh hưởng đến cân bằng hoá học.
HS: làm TN và quan sát hiện tượng
- Ống nghiệm 1: màu nâu đỏ của hỗn hợp khí đậm hơn ống 3 cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (thu nhiệt).
- Ống nghiệm 2: màu nâu đỏ của hỗn hợp khí nhạt hơn ống 3 cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (toả nhiệt).
Kết luận: Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản
ứng thu nhiệt và khi giảm nhiệt
độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng toả nhiệt.
2.1.1.4. Danh mục các TNHH và phương pháp sử dụng chúng khi nghiên cứu tài liệu mới trong chương trình hoá học 10 nâng cao theo hướng dạy học tích cực
Ở phần trên chúng tôi có đưa ra một số ví dụ minh hoạ cụ thể PP sử dụng TN theo PPNC, PPNVĐ, PPKC, PPĐC. Vì giới hạn số trang của luận văn chúng tôi
41
không có điều kiện trình bày hết tất cả các TN trong từng bài, vì vậy chúng tôi có thống kê danh mục các TN cần biểu diễn trong các bài khi dạy học trên lớp và nói rõ PP sử dụng TN đó theo quy trình đã phân tích ở trên. Chúng tôi đã thống kê 52 TN cần biểu diễn khi dạy học chương trình hoá học 10 nâng cao và trình bày ở phụ
lục số 13, trang 46 theo mẫu bảng dưới đây:
Bài học Tên TN Mục tiêu TN Kiến thức liên quan PP sử dụng TN Bài: Clo TN1: Điều chế và thu khí Clo TN2: Điều chế Clo và nhận biết tính tẩy màu của Clo ẩm TN3: Clo tác dụng với Na, Fe, Cu TN4: Clo tác dụng với hidro TN5: Clo tác dụng với muối của các halogen khác Kiến thức: phương pháp điều chế và thu khí clo. KN: QS, NX, kết luận. Kiến thức: PP điều chế và tính tẩy màu của clo ẩm. KN: QS, NX, kết luận. Kiến thức: Clo tác dụng với kim loại. (trừ Au, Pt). KN: làm TN, QS, NX, kết luận. Kiến thức: Clo tác dụng với hidro KN: QS, NX, kết luận. Kiến thức: Clo có tính oxi hóa mạnh hơn brom và iot.
KN: làm TN, QS, NX, kết luận. TCHH của clo TCHH của clo TCHH của clo TCHH của clo TCHH của clo TNGV – PPNC TNGV – PPNC TN (GV hoặc HS) – PPNC TN (GV hoặc HS) – PPNC TNHS – PPNC