2.2.1. Nguyên tắc thiết kế bài tập tình huống [11]
- Tình huống phải có tính thiết thực, điển hình, gắn với nội dung dạy học. Đây là một trong những nguyên tắc quan trọng nhất khi thiết kế tình huống.Tình huống cần thiết thực, sát hợp với yêu cầu thực tế của mục tiêu bài học. Cho nên, người dạy phải xác định rõ kiến thức trọng tâm của bài để xây dựng những tình huống có nội dung xoáy quanh nó, sau đó lựa chọn ra tình huống có tính chất điển hình, tiêu biểu nhất, bộc lộ được rõ bản chất của kiến thức mà HS cần lĩnh hội sao cho khi HS giải quyết xong tình huống thì có thể nắm bắt được kiến thức nền tảng của bài học.
- Nội dung tình huống phải đảm bảo tính chính xác, tính khoa học. Nguyên tắc này rất quan trọng khi thiết kế tình huống bởi vì hóa học là môn học trong nhóm Khoa học tự nhiên, cung cấp cho HS những tri thức khoa học phổ thông cơ bản về các chất, sự biến đổi các chất, mối liên hệ qua lại giữa công nghệ hóa học, môi trường và con người. Những tri thức này cần chính xác để giúp HS có nhận thức đúng đắn về thế giới
vật chất, góp phần phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động, hình thành nhân cách con người mới năng động, sáng tạo.
- Đối với các tình huống liên quan đến thực tiễn, đời sống:
+ Các tình huống được thiết kế phải mang tính thiết thực, có tính ứng dụng cao, phải gắn liền với cuộc sống xung quanh, với nền sản xuất hóa học và với thiên nhiên - môi trường. Mục tiêu của nguyên tắc này là thông qua việc giải quyết tình huống, học sinh được trang bị kiến thức cơ bản để có thể đối mặt và thích ứng được với những tình huống thật trong cuộc sống một cách dễ dàng.
+ Tình huống càng mới mẻ, hiện đại, có tính thời sự càng thu hút sự quan tâm và tư duy tìm tòi giải quyết vấn đề của HS.
- BTTH phải có tính sư phạm, phù hợp trình độ, tâm lý lứa tuổi HS.
Nội dung tình huống đặt ra nên phù hợp trình độ nhận thức đối tượng HS, nội dung quá dễ hoặc quá khó sẽ tạo nên tâm lý chán nản, coi thường hoặc bất mãn và sẽ không tạo được hiệu quả cao khi giảng dạy. Tuy nhiên, BTTH cũng phải phân hóa học sinh, xen kẽ những câu hỏi dễ, khó với nhau để tất cả học sinh đều có cơ hội trả lời.
- Tình huống phải chứa đựng tính mâu thuẫn nhận thức, giữa cái đã biết và cái chưa biết, có chướng ngại nhận thức buộc HS phải vượt qua. Tuy nhiên phải có tính logic, có sự gắn kết giữa lý thuyết và thực tiễn, giữa kiến thức cũ và mới, từ cái quen thuộc, đã biết để đến cái bất thường, chưa biết. Trên cơ sở đó, tình huống phải có tính hấp dẫn, lôi cuốn, khơi dậy sự hứng thú của HS.
- Số lượng tình huống trong một bài học cần vừa phải để đảm bảo thời gian của tiết học và không ảnh hưởng đến các nội dung khác. Tùy lượng kiến thức của bài học, độ khó của tình huống và khả năng tư duy của HS, GV lựa chọn số lượng BTTH cho phù hợp.
2.2.2. Quy trình thiết kế BTTH [11] [22]
Bước 1: Xác định mục tiêu và trọng tâm bài học
Xác định mục tiêu bài dạy là cơ sở căn bản đầu tiên để tiến hành soạn giáo án cho một bài cụ thể và đo lường kết quả học tập của HS, đồng thời đánh giá được mức độ thành công của phương pháp và phương tiện dạy học. Khi xây dựng bài tập tình huống dạy học chúng tôi căn cứ vào mục tiêu bài học để lựa chọn kiến thức xây dựng bài tập
cho phù hợp, để thông qua việc sử dụng BTTH cũng đồng thời đạt được mục tiêu dạy học đã đề ra.
Bước 2: Xác định đơn vị kiến thức dạy
Đối chiếu với mục tiêu bài dạy để xác định những kiến thức HS cần đạt được, trong đó có kiến thức trọng tâm và kiến thức cơ bản.
Bước 3 : Lựa chọn chính xác vấn đề để xây dựng tình huống
Sau khi xây dựng câu hỏi hoặc hệ thống câu hỏi liên quan đến các đơn vị kiến thức dạy học trong bài, GV lựa chọn chính xác vấn đề để xây dựng tình huống. Tiêu chí để lựa chọn vấn đề kiến thức xây dựng tình huống:
- Tính thiết thực và lợi ích của vấn đề đem lại sau khi giải quyết. - Tính đơn giản hay phức tạp của vấn đề; vấn đề có khó hay quá dễ.
- Vấn đề có liên quan đến thực tiễn đời sống, sản xuất, môi trường,… không? - Vấn đề có dễ thiết kế và nghiên cứu tài liệu không…?
Bước 4 : Thu thập dữ liệu
Thu thập dữ liệu để thiết kế tình huống bằng cách tìm kiếm từ các nguồn như sách, báo, tài liệu tham khảo, từ các website, các báo điện tử, từ những tin tức, sự kiện nóng hổi đang diễn ra có liên quan đến bài học, từ những tình huống bắt gặp trong cuộc sống hoặc kinh nghiệm bản thân, từ những kinh nghiệm dân gian trong ca dao, tục ngữ, từ tranh ảnh minh họa, phim ảnh…
Bước 5: Thiết kế tình huống
- Trước tiên cần đánh giá và phân tích dữ liệu. Cần lựa chọn những thông tin quan trọng phù hợp với trình độ HS. Nếu đưa quá nhiều hay quá ít thông tin sẽ gây khó khăn cho học sinh trong việc xác định trọng tâm của vấn đề.
- Sau khi lựa chọn được những thông tin cần thiết, giáo viên cần lựa chọn hình thức và kỹ thuật thiết kế nhằm khai thác tối đa giá trị của tình huống đem lại. Tùy theo nội dung và điều kiện cụ thể, người giáo viên có thể thiết kế tình huống dưới các hình thức sau :
+ Mô tả tình huống bằng mẩu chuyện kể, câu thơ; ca dao, tục ngữ… + Mô tả tình huống thông qua những đoạn phim ngắn, trích đoạn clip. + Mô tả tình huống thông qua các thí nghiệm nhỏ…
+ Sử dụng các tranh ảnh, hình ảnh, mẫu vật…làm gia tăng thêm tính chân thực và thực tiễn của tình huống.
- Cuối cùng GV tiến hành thiết kế tình huống trên cơ sở thông tin được thu thập và hình thức thiết kế tình huống. GV cần thiết kế BTTH phác họa được vấn đề có tính phức tạp nhưng được cấu trúc một cách logic để người học suy nghĩ và giải quyết. Nếu là các tình huống thực tế, thì tình huống đó phải điển hình và có tính thời sự, đồng thời phải có sự gia công thêm về phương diện sư phạm.
Bước 6: Hoàn thiện BTTH
- GV có thể so sánh mục tiêu bài dạy với mục đích đạt được khi giải quyết xong tình huống để đánh giá sự phù hợp của tình huống với mục tiêu, nội dung kiến thức mà HS cần đạt được. Chuẩn bị các câu hỏi, phương tiện kĩ thuật cần thiết để hướng dẫn HS giải quyết tình huống. Thử nghiệm các tình huống dạy học trong từng tiết học cụ thể.
- Trao đổi thông tin, tham khảo ý kiến với các GV khác về nội dung và cách giải quyết vấn đề trong từng tình huống.
- Cuối cùng là chỉnh sửa, bổ sung và hoàn thiện BTTH.
2.3. Thiết kế một số BTTH phát triển NLTDPB cho học sinh lớp 10
Trong phần này các bài tập tình huống được thiết kế kết hợp các biện pháp nhằm phát triển NLTDPB cho học sinh.
2.3.1. Bài tập tình huống có liên quan đến thực tiễn Tình huống 1: Viên nén clo dùng để khử trùngnước Tình huống 1: Viên nén clo dùng để khử trùngnước
Hiện nay để khử trùng nước trong các hồ bơi, người ta thường dùng viên nén Clo. Clo viên khử trùng nước hồ bơi được sử dụng để duy trì nồng độ clo trong nước. Vì clo viên tan chậm trong nước, nên bạn chỉ cần thêm một vài viên clo vào nước hồ bơi. Qúa trình tan chậm của clo viên sẽ giúp nước được khử trùng hiệu quả. Tuy nhiên, khí clo lại là khí rất độc. Tại sao lại dùng để diệt khuẩn được, có ảnh hưởng đến sức khỏe con người hay không? Quá trình khử khuẩn của dung dịch clo hòa trong các bể bơi diễn ra như thế nào?
Gợi ý giải quyết tình huống:
Tại sao khí clo lại có khả năng diệt khuẩn, tính chất nào của clo làm cho clo có khả năng diệt khuẩn?
Quá trình khử khuẩn của dung dịch clo hòa trong các bể bơi diễn ra như thế nào? Khí clo là khí rất độc, tại sao lại dùng để diệt khuẩn được, có ảnh hưởng đến sức khỏe con người hay không?
Gợi ý trả lời:
Clo khi hòa vào trong nước sẽ phân hủy thành axit hypoclorơ (HClO) và ion hypoclorit (ClO-) theo phương trình:
Cl2 + H2O HCl + HClO HClO H+ + ClO-
Cả hai chất này giết chết các vi sinh vật và vi khuẩn bằng cách tấn công vào lớp lipit của thành tế bào rồi phá hủy các enzym và các cấu trúc bên trong tế bào khiến chúng bị oxi hóa, trở nên vô hại. Sự khác biệt giữa HClO và OCl- là tốc độ oxi hóa của chúng. Axit hypoclorơ có khả năng oxi hóa các vi sinh vật chỉ trong vài giây, trong khi các ion hypoclorit có thể mất đến 30 phút.
Hoạt tính của HClO và ClO- thay đổi theo độ pH của hồ bơi. Nếu độ pH quá cao, không đủ lượng HClO trong hồ bơi thì quá trình làm sạch có thể mất nhiều thời gian hơn bình thường. Độ pH lý tưởng nhất trong hồ bơi khoảng giữa 7 – 8 mà 7,4 là lý tưởng nhất vì đây cũng chính là độ pH trong nước mắt con người.
Sau khi HClO và ClO- đã hoàn tất quá trình làm sạch các hồ bơi, chúng sẽ kết hợp với hóa chất khác, như một hợp chất có nitơ hay amoniac hoặc chia thành các nguyên tử đơn và mất hoạt tính. Ánh sáng mặt trời cũng góp phần làm tăng tốc độ các
quá trình này. Chính vì thế, người ta cần phải tiếp tục thêm clo vào hồ bơi để quá trình làm sạch diễn ra liên tục.
Clo có mùi khá khó chịu, có thể gây kích ứng cho một số loại da gây ngứa, rát. Các ion hypoclorit làm cho nhiều loại vải bạc màu và sờn nhanh chóng nếu không gột sạch ngay sau khi rời khỏi hồ bơi.
Chính vì vậy, ngày nay, một số công ty đã phát triển một số loại hóa chất khác để thay thế cho clo. Tuy nhiên, nếu dùng với lượng nhỏ vừa phải, sẽ không ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người. Cho đến nay clo vẫn là giải pháp tối ưu cho việc khử trùng, tẩy trắng với hiệu quả cao và giá rẻ.
Tình huống 2: Nước tẩy Javel
Trên thị trường hiện nay, thuốc tẩy áo quần chủ yếu được biết đến đó là nước tẩy Javel.
Hình 2.2. Nước tẩy Giaven
Tuy nhiên sản phẩm này khi mua về nếu để một thời gian dễ bị mất tác dụng tẩy trắng. Theo em vì sao như vậy? Từ đó em có đề xuất lưu ý gì khi sử dụng và bảo quản nước Javel.
Gợi ý giải quyết tình huống:
- Thành phần của thuốc tẩy trắng Javel là gì?
- Nước Javel được điều chế như thế nào?
- Tại sao thuốc tẩy lại có tính tẩy màu?
Tình huống 3:
Hình 2.3. Thuốc chữa bệnh đau dạ dày
Học sinh được quan sát vỏ bao thuốc của 3 loại thuốc thường được dùng để chữa bệnh đau dạ dày: Nabica, Phosphalugen, Gastropulgite. Thành phần hóa học của 3 loại thuốc này: Nabica chứa Natrihiđrocacbonat, Phosphalugen chứa nhôm photphat, Gastropulgite chứa nhôm hiđroxit dạng gel và magie cacbonat sấy khô.
Tại sao 3 loại thuốc này chứa thành phần khác nhau nhưng lại cùng chữa được bệnh đau dạ dày ợ chua? Hãy giải thích điều này.
Gợi ý giải quyết tình huống:
- Thành phần hóa học của 3 loại thuốc này có đặc điểm gì?
- Trong dạ dày có chứa chất hóa học nào, tạo hiện tượng ợ chua? Chất này có liên hệ gì với 3 loại thuốc trên?
- Tại sao thành phần khác nhau nhưng cùng chữa được 1 bệnh?
Tình huống 4:
Hình 2.4. Nước sinh hoạt có mùi khí clo
Buổi sáng sớm, khi mở vòi nước máy, ta thường thấy mùi xốc khó chịu. Dự đoán rằng đó chính là mùi của khí clo tồn dư trong quá trình xử lý. Làm thế nào để khẳng định chính xác đây là khí clo? Em hãy chọn phương pháp hóa học phù hợp để kiểm tra và lý giải phương pháp này.
Gợi ý giải quyết tình huống:
Tính oxi hoá mạnh của nước clo: do Cl+ trong nước clo gây ra. Cách nhận biết clo: dùng dd KI và hồ tinh bột.
Tác dụng của nước clo: dùng khử trùng do có tính oxi hoá mạnh.
Tình huống 5: Ninh Thuận là địa phương có sản lượng muối lớn nhất Việt Nam, với 2.371 ha đất làm muối, trong đó có 1.891 ha muối công nghiệp và 480 ha muối nền đất (còn gọi là muối ăn, muối diêm dân). Nếu cả nước có 7 đồng muối lớn thì Ninh Thuận đã có đến 3 là: Cà Ná, Tri Hải và Đầm Vua. Sản lượng muối của Ninh Thuận chiếm khoảng 50% tổng sản lượng muối cả nước.
Hình 2.5. Cánh đồng muối ở Ninh Thuận
Muối ăn khi khai thác từ nước biển, mỏ muối, hồ muối thường có lẫn nhiều tạp chất. Phân tích một mẫu muối thô thu được từ ruộng muối ở Ninh Thuận, thu được số liệu 96,525% NaCl; 0,190% MgCl2; 1,224% CaSO4; 0,010% CaCl2; 0,951% H2O.
Để loại bỏ các tạp chất trên trong dung dịch nước muối, ta có thể dùng hỗn hợp gồm những chất nào trong số các chất sau: Na2CO3, NaOH, Ba(NO3)2, KOH, K2CO3.
Hãy viết phương trình phản ứng xảy ra dưới dạng ion rút gọn khi dùng hỗn hợp vừa chọn để loại bỏ tạp chất ở từ 1 tấn mẫu trên. Tính toán khối lượng tối thiểu cần thiết của hỗn hợp cần dùng để loại tạp chất muối.
Tình huống 6:Trứng vịt ung có phải là thần dược?
Hột vịt vịt ung thường được rao bán cùng với hột vịt lộn. Nó được đồn thổi là chứa nhiều chất bổ dưỡng; giúp tăng cường sinh lực; chữa trị đau đầu. Nếu khi luộc trứng không may trứng bị vỡ, sẽ thấy bốc ra mùi thối khó chịu, nồi luộc bị đen xám phần chứa nước luộc.
Hình 2.6. Trứng vịt ung
Theo em, trứng ung là gì? Giải thích hiện tượng xảy ra khi khi luộc trứng không may trứng bị vỡ? Em có chọn ăn trứng ung để chữa đau đầu không, vì sao?
Gợi ý giải quyết tình huống:
- Trứng ung là trứng như thế nào?
- Khi bị ung thì protein trong trứng có còn nguyên vẹn không?
- Nếu chất dinh dưỡng bị biến đổi thì có phải là thần dược chữa bệnh được không?
- Tại sao trứng ung có mùi khó chịu như vậy?
- Chất nào trong trứng đã gây ra hiện tượng nồi luộc bị đen xám? - Với những thông tin như vậy, em có lựa chọn trứng ung để ăn không? - Rất nhiều người vẫn lựa chọn trứng ung để ăn, theo em lí do vì sao?
Gợi ý trả lời:
- Trứng ung là loại trứng hư trong quá trình ấp, do quá trình thụ tinh không thành công hoặc do các tác động của môi trường, nhiệt độ. Vì thế protein trong lòng đỏ trứng đã bị biến chất, có độc vì lưu huỳnh trong trứng đã biến thành hidro sunfua (mùi trứng thối). Do vậy, trứng ung không còn dưỡng chất nào, bên cạnh đó vỏ trứng đã mất hết các chất có tác dụng ngăn ngừa sự xâm nhập của các loại vi khuẩn, virus, kí sinh trừng, gây ra nhiều độc tố cho cơ thể.
Phần lớn những người ăn trứng ung thường bị khó tiêu, nôn mữa, chướng vụng, tiêu chảy, đau bụng, có nhiều trường hợp gây ngộ độc cho sức khỏe. Trên thực tế nhiều người ăn trứng ung, và coi món trứng ung như khoái khẩu của mình đều không bị ngộ độc. Các bác sĩ giải thích đây có thể do người có thói quen ăn trứng ung, cơ thể
đã có thể thích nghi, cho nên sẽ không có những biểu hiện ngộ độc. Tuy nhiên, ăn