8. Những đúng gúp mới của đề tài
1.5.Thớ nghiệm nờu vấn đề trong giảng dạy hoỏ học
1.5.1. Thế nào là thớ nghiệm nờu vấn đề:
Qua phần trỡnh bày tầm quan trọnh của thớ nghiệm đối với việc giảng dạy hoỏ học, chắc rằng nếu như cỏc thớ nghiệm được tiến hành theo hỡnh thức thớ nghiệm nờu vấn đề trong cỏc giờ học thỡ vai trũ của thớ nghiệm sẽ được phỏt huy hơn nữa trong chất lượng giảng dạy.
Thớ nghiệm nờu vấn đề là cỏc thớ nghiệm được tiến hành để tạo ra trong bài giảng nhưng tỡnh huống cú vấn đề. Là phương tiện cú hiệu quả trong cỏc hoạt động của hoỏ học nhận thức và phỏt triển tư duy cho học sinh. Khi quan sỏt và phõn tớch kết quả thớ nghiệm dưới sự chỉ đạo của giỏo viờn cựng với những kiến thức đó được học, làm cho học sinh thấy vụ lớ, cú thể nghi ngờ về kết quả thớ nghiệm hoặc cú thể nghi ngờ về về tri thức khoa học cú liờn quan trước đú đó được học, lỳc này cỏc em xuất hiện sự mõu thuẫn bờn trong về mặt nhận thức, một cảm giỏc bức bỏch muốn tỡm tũi, giải quyết điều mõu thuẫn ấy (lỳc này mõu thuẫn khỏch quan - của thớ nghiệm đó trở thành mõu thuẫn chủ quan bờn trong của học sinh). Và cũng từ đõy học sinh bắt đầu học. Đỳng như X.LRubintờin đó viết “Người ta bắt đầu tư duy khi cú nhu cầu hiểu biết một cỏc gỡ đú. Tư duy thường xuất phỏt từ một vấn đề hay một cõu hỏi, từ một sự ngạc nhiờn hay một điều trăn trở”. Tư duy bắt đầu từ một tỡnh huống cú vấn đề. Từ đõy học sinh nảy ra giả thuyết khoa học, cú hứng thỳ tỡm tũi giải quyết vấn đề. Việc giải quyết vấn đề chưa rừ ràng trong kiến thức bằng thực nghiệm sẽ làm thức dậy tớnh độc đỏo sỏng tạo của học sinh việc chiếm lĩnh tri thức qua thớ nghiệm nờu vấn đề khơi dậy lũng ham muốn hiểu biết của học sinh. Vấn đề càng thu hỳt thỡ học sinh càng say mờ tỡm tũi phỏt hiện, càng tha thiết với việc giải quyết vấn đề. Do vậy, việc sử dụng một cỏch hệ thống cỏc thớ nghiệm nờu vấn đề trong cỏc giờ dạy hoỏ học là phương tiện hiệu quả cho việc hoạt động hoỏ học tập của học sinh. Tuy nhiờn, khụng phải bất kỡ
một thớ nghiệm nào cũng cú thể sử dụng tạo tỡnh huống cú vấn đề trong giờ học. Thớ nghiệm nờu vấn đề là loại thớ nghiệm mà qua đú cú thể tạo tỡnh huống và giải quyết cỏc vấn đề học tập khỏc nhau. Thớ nghiệm nờu vấn đề cú lợi trước hết là tớnh trực quan của nú. Đú là tỡnh huống bất ngờ, sự hỡnh thành của phản ứng hoỏ học xảy ra trong thớ nghiệm (nú thường kốm theo cỏc dấu hiệu gõy ấn tượng như màu sắc, sự thoỏt khớ, sự tạo thành kết tủa, phỏt sỏng) chớnh những tỡnh huống và dấu hiệu khụng bỡnh thường đó lụi cuốn sự chỳ ý của học sinh và tạo ra khuynh hướng muốn nghiờn cứu tỡm ra nguyờn nhõn đú, trong quỏ trỡnh nhận thức, buộc học sinh phải huy động kến thức đó cú đưa ra cỏc giả thuyết khỏc nhau và được sự hướng dẫn của giỏo viờn để giải quyết vấn đề.
1.5.2. Một số vớ dụ:
Sau đõy là một số thớ dụ về thớ nghiệm nờu vấn đề:
Vớ dụ 1: Khi nghiờn cứu vai trũ về muối của axit yếu và bazơ mạnh trong dung dịch nước (sự thủy phõn của muối - lớp 11 sgk CN), GV tiến hành thớ nghiệm: Cho vào ống nghiệm khoảng 1/2 thể tớch Na2SO3.7H2O (tinh thể) rồi thờm vào một ớt phenolphtalein ở dạng bột rồi trộn lẫn hỗn hợp. Vẫn chưa cú hiện tượng gỡ xẩy ra. Sau đú đun núng ống nghiệm trờn ngọn lửa đốn cồn, sau ớt phỳt, học sinh quan sỏt thấy màu đỏ xuất hiện rừ rệt. Hiện tượng này quả là bất ngờ, vỡ theo kiến thức đó học mà học sinh biết, phenolphtalein chỉ xuất hiện màu hồng trong dung dịch kiềm. Trong quỏ trỡnh thảo luận, đưa ra giả thuyết đỳng để giải quyết đỳng vấn đề này, giỏo viờn hướng dẫn học sinh nhớ lại cỏc kiến thức ở lớp 8, 9 về thành phần và tớnh chất của muối kết tinh khi bị đun núng, Na2SO3.7H2O bị tỏch nước như sau:
Na2SO3.7H2O Na2SO3 + 7H2O
Và sự xuất hiện màu đỏ khi đun núng chất này là do sự thủy phõn của muối Na2SO3 với nước được tỏch ra từ muối kết tinh. Đõy là sự thủy phõn muối của axit và ba zơ mạnh nờn kết quả tạo mụi trường kiềm theo PT phản ứng sau:
Na2SO3 2Na+ + SO32-
Na2SO3 + H2O 2NaHSO3 + NaOH SO32- + H2O HSO3- + OH-
Vớ dụ 2: Khi nghiờn cứu tớnh chất của ion Fe3+( lớp 12), giỏo viờn yờu cầu học sinh thảo luận về khả năng tương tỏc của Cu với dd FeCl3 để tạo ra tỡnh huống cú vấn đề học sinh cú thể trả lời phủ định vỡ căn cứ vào dóy điện húa thỡ Cu khụng thể đẩy sắt ra khỏi dd muối, giỏo viờn yờu cầu học sinh tiến hành thớ nghiệm để kiểm tra kết luận này. GV hướng dẫn học sinh học sinh tiến hành thớ nghiệm: Cho 2-3 ml dd FeCl3 1M vào ống nghiệm cú chứa mảnh Cu. Sau 2-3 phỳt thấy dd màu vàng nõu chuyển dần sang màu xanh ở vựng dd xung quanh mảnh Cu. Kết quả thớ nghiệm đó tạo tỡnh huống cú vấn đề, vỡ đó xuất hiện mõu thuẫn ban đầu của học sinh (xuất phỏt kiến thức đó cú từ dóy điện húa) với kết quả thớ nghiệm. Để giải quyết vấn đề này GV hướng dẫn học sinh đưa ra giả thiết về khả năng oxihúa Cu bằng Fe3+ trong dd. Quỏ trỡnh phản ứng được mụ tả bằng PT ion và phõn tử sau:
Cu + 2Fe3+ Cu2+ + 2Fe2+
Cu +2FeCl3 CuCl2 + 2FeCl2
Vớ dụ 3: Khi nghiờn cứu tớnh chất húa học của HNO3, giỏo viờn yờu cầu học sinh thảo luận về khả năng phản ứng của dd HNO3, để tạo ra tỡnh huống cú vấn đề học sinh cú thể trả lời phủ định vỡ căn cứ vào tớnh chất của axit thỡ axớt khi loóng khụng tỏc dụng với Cu. Giỏo viờn yờu cầu học sinh tiến hành thớ nghiệm này, giỏo viờn hướng dẫn học sinh rút 2 đến 3 ml dd HNO3 vào ống nghiệm, rồi cho một mảnh Cu vào, sau vài phỳt thấy Cu tan dd cú màu xanh ở vựng xung quanh mẩu Cu cú khớ màu nõu phớa trờn ống nghiệm. Kết quả thớ nghiệm đó tạo tỡnh huống cú vấn đề, vỡ đó xuất mõu thuẫn giữa ý kiến ban đầu của học sinh (xuất phỏt từ kiến thức đó cú về tớnh axit của HCl và H2SO4) với kết quả thớ nghiệm. Để giải quyết vấn đề này giỏo viờn hướng dẫn học sinh đưa ra giả thuyết về tớnh oxihúa củaHNO3 .
1.5.3. Quy trỡnh dạy học sinh giải quyết vấn đề khi sử dụng thớ nghiệm
Dựa vào quy trỡnh chung dạy học sinh giải quyết vấn đề đó trỡnh bày, kết hợp với đặc điểm nội dung bài học cú cỏc thớ nghiệm nờu vấn đề chỳng ta đưa ra quy trỡnh dạy học sinh giải quyết vấn đề trong cỏc bài học cú sử dụng thớ nghiệm như sau:
Bước 1: Đặt vấn đề (T):
Giỏo viờn dựng thớ nghiệm nờu vấn đề (dựng thớ nghiệm để tạo tỡnh huống cú vấn đề) để gõy ra sự mõu thuẫn khoa học và làm cho học sinh thấy rừ vấn đề.
Bước 2: Phỏt triển vấn đề: (kớ hiệu V)
Trờn cơ sở phõn tớch những dấu hiệu, hiện tượng đó quan sỏt được, giỏo viờn yờu cầu học sinh lập mối quan hệ giữa dấu hiệu bờn ngoài và bản chất của cỏc quỏ trỡnh, từ đú phỏt triển vấn đề cần nhận thức.
Bước 3: Nờu giả thuyết, lập kế hoạch giải theo giả thuyết và thực hiện kờ hoạch giải (G).
Giỏo viờn yờu cầu học sinh căn cứ vào những dấu hiệu đó quan sỏt được để tổng hợp, phõn tớch, so sỏnh phỏn đoỏn xem chất mới tạo thành là chất gỡ.Từ đú xỏc định bản chất của quỏ trỡnh và tớnh chất của nguyờn tố (hay phản ứng) đang xột gỡ.
Bước 4. Kết luận về lời giải (K)
Căn cứ vào việc tiến hành thớ nghiệm, kết quả thớ nghiệm và quỏ trỡnh phõn tớch so sỏnh thỡ xỏc nhận kế hoạch giải trờn là đỳng. Giỏo viờn chỉnh lớ bổ sung và chỉ ra điều cần lĩnh hội.
Bước 5. Kiểm tra lời giải bằng thực nghiệm (T)
Kiểm tra lại kiến thức vừa tiếp thu và dạy học sinh tập vận dụng kiến thức vào tỡnh huống mới.
Quy trỡnh trờn cú thể biểu diễn theo sơ đồ sau: