nghiên cứu
Nguyên tắc 1:Dựa trên cơ sở lý thuyết chủ đạo
Nhìn chung, cách sắp xếp chương trình Hố học hữu cơ 11 rất phù hợp để tiến hành dạy học theo PPNC. Các kiến thức về học thuyết cơ sở, định luật Hĩa học và các khái niệm Hĩa học các chất đã được bố trí, sắp xếp xen kẽ nhau đảm bảo vai trị chủ đạo của lý thuyết và tính hiệu quả của quá trình nhận thức, sau đĩ nghiên cứu từng chất cụ thể để làm rõ cho lý thuyết đĩ, giúp HS xây dựng các giả thuyết khoa học và tìm cách xác minh tính đúng đắn, là cơ hội cho HS phát triển NL NCKH dựa trên phương pháp suy diễn.
Ví dụ 1: Liên kết Hidro làm tăng nhiệt độ sơi của rượu etylic, axit axetic so với các chất cùng phân tử khối tương ứng.
kết làm giảm mật độ electron trên nguyên tử Hidro, dẫn đến liên kết O–H trong phân tử ancol phân cực (C H2 5 O H ) gây nên phản ứng thế:
C2H5OH + Na C2H5ONa + ½ H2
Ví dụ 3: Với kiến thức về độ âm điện của Oxi lớn hơn của Cacbon và Hidro, HS cĩ thể nêu ra giả thuyết khoa học về sự chuyển dời electron trong phân tử
Phenol
O H
, khả năng phản ứng của Hidro trong nhĩm –OH, phản ứng thế và vị trí thế ở vịng benzen. Các thí nghiệm Hố học sẽ chứng minh giả thuyết do HS đề xuất, từ đĩ giải thích phản ứng thế vào vịng benzen và tính axit yếu của phenol dựa vào ảnh hưởng qua lại giữa các nhĩm: nhĩm –OH đẩy electron nên nguyên tử Brom sẽ thế vào vị trí ortho và para, ngược lại, vịng benzen rút electron làm nhĩm –OH phân cực nên phenol cĩ thể tác dụng với NaOH thể hiện tính axit yếu.
Nguyên tắc 2:Nội dung nghiên cứu vừa sức và nằm trong vùng phát triển gần của học sinh
Chương trình Hố học hữu cơ 11 kế thừa và phát triển những kiến thức, khái niệm mà HS đã được học ở chương trình hĩa lớp 9, phát triển thêm một bậc, phù hợp với lý thuyết “Vùng phát triền gần” của L.S Vygodsky (1896 – 1934) là một nhà tâm lý học Liên Xơ (cũ). Nội dung Hố học khi dạy theo PPNC phải nằm trong “vùng phát triển gần” của HS. Theo quan điểm của L.S Vygodsky, dạy học được coi là tốt nhất nếu đi trước sự phát triển và kéo theo sự phát triển. Cơ sở của quan điểm này là lý thuyết “Vùng phát triển gần nhất” do ơng đề xướng. Dạy học hướng vào vùng phát triển gần nhất. Đĩ là những vùng kề cận với vùng phát triển hiện cĩ của HS, là những cái mà hiện thời HS chưa biết nhưng các em lại cĩ thể biết được nếu như cĩ sự giúp đỡ của GV và sau đĩ, HS sẽ tự thực hiện những việc, những nhiệm vụ tương tự, nghĩa là vùng phát triển gần nhất này đã chuyển thành vùng hiện thực và xuất hiện vùng phát triển gần nhất kế tiếp. Cứ tiếp tục như vậy sự phát triển của HS đi từ nấc thang này đến nấc thang khác cao hơn.
cơ tạo cơ sở cho HS tiếp thu kiến thức mới một cách vừa sức.
Ví dụ 1: Bài 20: Mở đầu về Hĩa học hữu cơ: Cĩ sự kế thừa kiến thức ở bài 34: khái niệm về hợp chất hữu cơ và Hĩa hữu cơ (lớp 9). Ở lớp 9 học khái niệm về hợp chất hữu cơ và Hĩa học hữu cơ, lên lớp 11 thì tìm hiểu thêm về đặc điểm chung của hợp chất hữu cơ, sơ lược về các nguyên tố Hĩa học, cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ, cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ... Liên kết hĩa học trong hợp chất hữu cơ cũng được kế thừa từ kiến thức của chương 3: Liên kết hĩa học (Hĩa học 10)
Ví dụ 2: Bài Andehit dạy học theo PPNC ở đoạn phản ứng tráng gương để chứng minh tính khử của andehit. Phản ứng này HS đã học ở lớp 9 bài Glucozơ phù hợp với lý thuyết vùng phát triển gần. HS cĩ thể thấy xuất hiện vấn đề quen thuộc và đặt giả thuyết về phản ứng đặc trưng của Andehit (nhĩm chức –CHO)
Nguyên tắc 3: Tận dụng các thí nghiệm hố học hữu cơ
Thí nghiệm Hố học vừa cĩ thể cung cấp nguồn kiến thức, vừa là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn và giúp HS chứng minh các giả thuyết khoa học. Bên cạnh các thí nghiệm hữu cơ cĩ thiết bị phức tạp thì chương trình Hữu cơ 11 cũng cĩ nhiều phản ứng dễ thực hiện, hố chất thơng dụng, sẽ rất thuận lợi cho HS dùng trong PPNC
Ví dụ 1: lớp 9 đã học phản ứng C2H5OH + Na, từ đĩ làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu về mật độ electron trên nguyên tử Oxi của nhĩm –OH trong phân tử Ancol (bài 40: Ancol – Hố học11)
Ví dụ 2: Các phản ứng của axit axetic tác dụng với Zn, CaCO3, CuO, Cu(OH)2 giúp chứng minh axit cacboxilic cĩ tính axit giống với các axit vơ cơ như HCl, H2SO4 lỗng.
Ví dụ 3: Phản ứng của C2H5OH tác dụng với CuO để chứng minh tính khử của ancol.
Nguyên tắc 4: Phối hợp hài hồ giữa phương pháp nghiên cứu với các phương pháp dạy học khác
Câu hỏi điều tra cho 29 GV gồm các trường THPT Trần Văn Giàu, Lý Thường Kiệt, Hồng Hoa Thám trên địa bàn Tp.HCM và các học viên cao học khố 27
Trong quá trình dạy học, thầy (cơ) thường sử dụng các phương pháp dạy học nào để giảng các bài trên lớp?
phương pháp thơng báo, đàm thoại, thuyết trình phương pháp nêu vấn đề
phương pháp hoạt động nhĩm phương pháp dạy học dự án phương pháp nghiên cứu trả lời khác. 58.62% 13.79% 17.24% 6.90% 3.45% 0.00% Số liệu trên cho thấy đa số các thầy cơ hiện nay sử dụng phương pháp thơng báo (từ lời nĩi của GV, từ SGK, từ các clip, ...). Tuy nhiên, lạm dụng phương pháp thơng báo cĩ thể dẫn đến những đứa trẻ thụ động, giáo điều. PPNC giúp HS suy nghĩ tích cực, phát triển NL NCKH. Sử dụng PPNC trong dạy học yêu cầu sự chuẩn bị (thiết kế giáo án, hố chất dụng cụ thí nghiệm,...) cơng phu hơn, diễn biến giờ dạy học bất ngờ hơn và năng lực tổ chức tiết học cao hơn. Nhưng lạm dụng PPNC trong dạy học sẽ tạo áp lực cho thầy trị và khơng tạo nên hứng thú. Khi thiết kế giáo án GV tuỳ vào nội dung, thời lượng, chỉ chọn một, hai, ... thời điểm tổ chức dạy học theo PPNC.
Ví dụ 1: Bài Ancol nên lựa chọn dạy học theo PPNC ở phần phản ứng thế H ở nhĩm –OH của Ancol, vì phản ứng này đã học ở lớp 9, phù hợp với lý thuyết “vùng phát triển gần” và phần tính khử của Ancol bậc I. Những đoạn khác của tiết học sẽ dùng phương pháp thơng báo, tự học, v.v...
Ví dụ 2: Bài Phenol, chúng tơi sử dụng PPNC phần phản ứng thế và tính axit yếu của phenol phối hợp với phương pháp thơng báo ở phần định nghĩa, phân loại và tính chất vật lý; với tự học của HS ở phần điều chế và ứng dụng.
2.2.2. Thiết kế một số giáo án dạy học theo phương pháp nghiên cứu
Vận dụng các nguyên tắc đề xuất dạy học trên, chúng tơi thiết kế ba giáo án: - Bài 40: Ancol
- Bài 41: Phenol (Phụ lục 1) - Bài 44: Andehit.
Giáo án 1: Bài 40: ANCOL (tiết 2) I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức: HS nêu được
- Tính chất hĩa học: Phản ứng của nhĩm –OH (thế H, thế -OH), phản ứng tách nước tạo thành anken hoặc ete; phản ứng oxi hĩa ancol bậc I thành andehit, bậc II thành xeton; phản ứng cháy.
- Phương pháp điều chế ancol từ anken, điều chế etanol từ tinh bột, điều chế glixerol.
- Ứng dụng của etanol
- Cơng thức phân tử, cấu tạo, tính chất riêng của glixerol (phản ứng với Cu(OH)2).
2. Kĩ năng
- Dự đốn được tính chất hĩa học của một số ancol đơn chức cụ thể.
- Viết được phương trình hĩa học minh họa tính chất hĩa học của ancol và glixerol. - Phân biệt được ancol no đơn chức với glixerol bằng phương pháp hĩa học.
3. Tình cảm, thái độ
- Xây dựng tính tích cực, chủ động, hợp tác, cĩ kế hoạch và tạo cơ sở cho các em yêu thích mơn Hĩa học.
4. Phát triển năng lực
- Phát triển NL NCKH, năng lực hợp tác, năng lực thực nghiệm.
II. PHƯƠNG PHÁP, KĨ THUẬT DẠY HỌC
- Phương pháp nghiên cứu trong các hoạt động:
+ Hoạt động 1: Nghiên cứu phản ứng thế H của nhĩm OH + Hoạt động 5: Nghiên cứu khả năng bị oxi hố của ancol bậc I
- Phương pháp đàm thoại, tái hiện, gợi mở. - Phương pháp đối chứng
- Kĩ thuật: cơng não
III. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên
Hĩa chất: C2H5OH khan, Na (để trên bàn GV, đến thí nghiệm mới phát riêng cho từng nhĩm), thuốc thử axit fucsinfurơ, CuSO4, NaOH, dây Cu, C3H5(OH)3
Dụng cụ: Ống nghiệm, giá thí nghiệm, kẹp gỗ, đèn cồn, diêm - Video clip, máy chiếu, file ppt
2. Học sinh
Ơn tập kiến thức bài ancol (tiết 1), đọc trước bài ancol (tiết 2 ).
IV. Tiến trình bài dạy 1. Ổn định lớp học: 1 phút.
2. Kiểm tra bài cũ: khơng
3. Vào bài: 1 phút
- GV: Các em đã thấy đèn cồn cháy? Đã bao giờ các em đặt câu hỏi: + Tại sao đèn cồn lại cĩ thể cháy được lâu?
+ Tại sao trong phịng thí nghiệm người ta dùng đèn cồn mà khơng dùng đèn dầu để đốt?
Để giải đáp cho 2 câu hỏi trên chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu về tính chất hĩa học của ancol cũng như cách điều chế và ứng dụng của nĩ.
4. Nội dung
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Hoạt động 1: Nghiên cứu phản ứng thế H của nhĩm OH (10 phút) Bước 1: Làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu
- CTPT của ancol đơn chức: R – CH2 – O – H
- Hãy so sánh độ âm điện của C; O; H, từ đĩ nhận xét mật độ e trong liên kết C – O và O – H
- Các em hãy nhận định ancol cĩ phản ứng thế H của nhĩm – OH và thế nhĩm –OH khơng?
- O cĩ độ âm điện lớn hơn C và H
- Mật độ e trong liên kết R – CH2 – O và trong liên kết – O – H dịch chuyển về nguyên tử O - Sự chuyển dịch mật độ e trong các liên kết cộng hố trị làm cho liên kết – O -¦- H và liên kết R – CH2 -¦- OH yếu đi
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Bước 2: Xây dựng giả thuyết
- liên kết O-¦-H yếu làm cho nguyên tử H trong nhĩm –OH linh động cĩ thể ancol cho phản ứng thế H.
- liên kết R–CH2-¦-OH yếu làm nhĩm OH dễ bị phân cắt cĩ thể ancol cho phản ứng thế nhĩm –OH
Bước 3: Đề xuất phương án giải quyết
Hãy nhớ lại phản ứng
H–O–H + Na H–O–Na + ½ H2
Vậy cĩ thể thực hiện phản ứng thế tương tự giữa ancol và Na.
Ta cĩ etanol khan và Na
Bước 4: Tiến hành giải quyết, thu thập dữ liệu
Nào! Các nhĩm thực hiện thí nghiệm quan sát và viết phương trình hố học
Hãy kết luận về khả năng thế của H trong nhĩm –OH
Các nhĩm nhận mẩu Na từ GV
- Thực hiện thí nghiệm, quan sát thấy cĩ bọt khí thốt ra
R–OH + Na R–ONa + ½ H2
- H trong nhĩm –O–H của ancol linh động và dễ cho phản ứng thế với Na
Bước 5: Kết luận
- Cơng thức tổng quát của ancol no, đơn chức: CnH2n+1OH
Phương trình hố học tổng quát:
CnH2n+1OH + Na CnH2n+1ONa + ½ H2 Trong tiết học, các hoạt động nghiên cứu cĩ thể nối tiếp nhau.
Trong niềm phấn khởi của các “nhà khoa học trẻ” khi hồn thành phương trình hố học ancol tác dụng với Na, GV tiếp tục đặt vấn đề: Na là một kim loại, Cu cũng là một kim loại, vậy ancol cĩ tác dụng với Cu khơng?
Các nhĩm HS sẽ tranh luận và đưa ra các giả thiết khác nhau: - Cĩ thể vì Cu cũng là kim loại
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Cu + HCl ; Cu + H2SO4
Trong từng nhĩm sẽ đề xuất và tiến hành thí nghiệm chứng minh giả thuyết đúng và HS sẽ tự kết luận: nguyên tử H trong nhĩm OH của ancol chỉ thế bởi các kim loại mạnh: K, Na
Hoạt động 2: Tìm hiểu phản ứng thế nhĩm OH (phương pháp đàm thoại) (10 phút)
Phản ứng tác dụng với axit vơ cơ
GV cho HS nghiên cứu thí nghiệm SGK trang 183, yêu cầu HS viết phản ứng minh hoạ
GV nêu cơ chế: nhĩm –OH của phân tử ancol sẽ bị thay thế bởi gốc axit
- GV yêu cầu HS lên viết phương trình hố học tổng quát
Phản ứng tách nước tạo ete
- yêu cầu HS nghiên cứu trang 183 SGK và viết phương trình hố học của thí nghiệm.
- chú ý cho học sinh điều kiện của phản ứng.
GV thơng báo cơ chế: H2SO4 đặc hút nước trong 2 phân tử ancol tạo ete
- đặt câu hỏi: nếu tách hỗn hơp 2 ancol CH3OH, C2H5OH thu được hỗn hợp gồm mấy ete? Viết phương trình hố học ra nháp?
HS viết phương trình hố học minh hoạ theo yêu cầu của GV
C2H5– OH + HBr to C2H5Br + H2O R OH + H A R A + H O H C2H5 OH H2SO4 d 140oC H O C2H5 + C2H5OC2H5 + H2O dietyl ete
HS ghi phương trình hố học ra nháp rồi trả lời câu hỏi:
CH3 OH H2SO4 d
140oC
H O C2H5
+ CH3OC2H5 + H2O etyl metyl ete
C2H5 OH H2SO4 d 140oC H O C2H5 + C2H5OC2H5 + H2O dietyl ete CH3 OH H2SO4 d 140oC H O CH3 + CH3OCH3 + H2O dimetyl ete
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Yêu cầu HS khái quát thành phương trình tổng quát.
Phản ứng tách nước tạo anken
- yêu cầu HS nhắc lại phản ứng điều chế etilen từ rượu etylic đã học ở lớp 9.
Trong đĩ: Phản ứng tách nhĩm - OH cùng với H trong gốc hiđrocacbon (C liền kề) để loại 1 phân tử H2O, trừ metanol.
- yêu cầu HS viết 2 phương trình hố học: tách H2O của ancol etylic tạo etilen và propan-2-ol tạo propilen.
- Nhấn mạnh cho HS về điều kiện phản ứng tách nước tạo anken, so sánh điều kiện của pư tách nước tạo ete.
- đặt vấn đề: đối với ancol bậc 1 và ancol đối xứng khi tách nước ở 170oC tạo ra 1 sản phẩm anken duy nhất, vậy đối với các ancol bậc II và III khơng đối xứng, ví dụ như butan–2–ol thì sản phẩm của chúng như thế nào?
- thơng báo quy tắc tách Zaixep, đồng thời yêu cầu HS xác định sản phẩm tách của butan- 2-ol
- HS viết PTTQ ROH + R’OH 2 4 o H SO d 140 C ROR’ + H2O HS viết phương trình hố học CH2 CH2 H OH 170oC H2SO4 d CH2 CH2 + H2O CH2 CH H OH CH3 170oC H2SO4 d CH2 CH CH3 + H2O
Phản ứng tách nước của ancol cĩ H2SO4 đặc ở 140oC tạo ete, cịn ở 170oC tạo anken
CH2 CH CH CH3 OH H H CH2 CH CH2 CH3 H2SO4 d 170oC + H2O + H2O CH3 CH CH CH3 but-1-en but-2-en (spp) (spc) Quy tắc Zaixep: “Nhĩm – OH tách cùng H ở nguyên tử C kế cận cĩ bậc cao hơn”
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- yêu cầu HS viết phương trình hố học tách nước tạo anken của ancol no đơn chức, mạch hở.
HS viết phương trình tổng quát tách nước tạo anken của ancol no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+1OH 2 o H S 170 C O d4 CnH2n + H2O
Hoạt động 3: So sánh tính chất của glixerol với ancol đơn chức (phương pháp đàm thoại) (5 phút)
- Glixerol là ancol đa chức C3H5(OH)3, và ống nghiệm này đựng ancol etylic. Làm cách nào để biết chúng đều là ancol.
- Đưa qua lại 2 ống nghiệm. Câu hỏi: làm sao để biết ống nghiệm nào chứa glixerol?
Thơng báo: Glixerol cĩ phản ứng đặc trưng với Cu(OH)2 tạo ra dung dịch màu xanh lam.
- Cĩ thể thử bằng phản ứng thế với Na (cĩ khí thốt ra)
- HS 4 nhĩm tiến hành thí nghiệm