2.3. Một số biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh
2.3.5. Biện pháp 5: Sử dụng thí nghiệm cải tiến theo hướng đơn giản,
với thực tiễn
2.3.5.1. Nội dung biện pháp 5
Trong dạy học hóa học, vấn đề tự tìm kiếm dụng cụ, hóa chất, làm thí nghiệm cải tiến có ý nghĩa rất lớn đối với quá trình giáo dục về mặt nhận thức, sư phạm và kinh tế:
- Với GV, các dụng cụ, hóa chất tự chế góp phần bổ sung, làm phong phú thêm cho danh mục thiết bị dạy học bộ môn, đồng thời làm giảm đi sự phụ thuộc vào phịng thí nghiệm tại trường, GV có thể làm thí nghiệm bất cứ khi nào, ở đâu.
- Với HS, chúng tạo điều kiện để các em được tự làm thí nghiệm. HS thấy rằng, việc làm thí nghiệm khơng phải là một điều khó thực hiện, có thể làm được rất nhiều thí nghiệm nhỏ tại nhà bằng các hóa chất, dụng cụ do chính mình chế tạo từ các nguồn nguyên vật liệu rẻ tiền, quen thuộc trong cuộc sống hằng ngày.
- Việc chế tạo dụng cụ, tìm kiếm hóa chất và làm thí nghiệm cải tiến giúp GV lẫn HS phát huy sự khéo léo, sáng tạo trong tư duy và hành động, biết tận dụng, tái sử dụng các phế liệu, vật liệu rẻ tiền, dễ kiếm, góp phần bảo vệ môi trường. Đồng thời, giúp rút ngắn khoảng cách giữa lý thuyết và thực tiễn. HS thấy được sự thiết thực, gần gũi của hóa học với đời sống, từ đó HS thích khám phá cuộc sống và u thích bộ mơn hóa học hơn. Thơng qua đó, HS vừa nắm kiến thức một cách sâu sắc, bền vững hơn, tư duy tích cực hơn; sáng tạo và hứng thú học tập của các em được bồi dưỡng; kĩ năng thực hành được hoàn thiện; những phẩm chất rất quan trọng của một người lao động mới cũng dần được hình thành.
Tuy nhiên, việc cải tiến thí nghiệm cần đảm bảo các nguyên tắc sau: − Thí nghiệm phù hợp với nội dung, kiến thức của bài học.
− Thí nghiệm đơn giản, dễ thực hiện, phù hợp với điều kiện của GV và HS. − Tăng tính thực tiễn, gần gũi đời sống.
− Sử dụng các dụng cụ, hóa chất rẻ tiền, dễ kiếm kiếm song phải an tồn, khơng có phản ứng với bình chứa.
− Tăng tính hứng thú cho các thí nghiệm Một số hướng cải tiến TN:
Cải tiến dụng cụ: Có thể tận dụng một số nguyên, vật liệu có sẵn trong thực
tế để làm dụng cụ thí nghiệm hóa học chỉ với những thao tác rất đơn giản. Việc này vừa giúp HS tìm tịi, sáng tạo, vừa rèn luyện ý thức bảo vệ môi trường, biết tận dụng, tái sử dụng những vật liệu và thậm chí là phế liệu quanh cuộc sống hàng ngày.
Ví dụ: Từ các chai, lọ đựng thuốc, mỹ phẩm, gia vị, … chúng ta có thể rửa
sạch, dán nhãn tên hóa chất và sử dụng để đựng hóa chất lỏng; Rửa sạch những chai thuốc nhỏ mắt đã dùng để làm ống nhỏ giọt; Có thể sử dụng các ống tiêm lớn, nhỏ khác nhau (mua ngoài hiệu thuốc tây) để làm ống đong hóa chất; Có thể sử dụng ống hút, dây truyền nước biển, cắt bỏ các phần khơng cần thiết để làm các ống dẫn khí (khơng cần chịu nhiệt); Chế tạo nút đậy miệng ống nghiệm từ các miếng xốp như sau: đặt miệng ống nghiệm lên miếng xốp, dùng bút vẽ xung quanh, rồi dùng dao rọc giấy cắt theo đường kẻ, ta được chiếc nút đậy; Bất cứ vật gì có kích thước tương đương với một đũa thủy tinh thông thường đều có thể được dùng làm đũa khuấy, như: đũa dùng cơm, ống hút,…
Cải tiến hóa chất:
Mơn hóa học có liên hệ mật thiết với thực tế cuộc sống, cụ thể là có rất nhiều hóa chất có thể tìm kiếm hoặc điều chế từ các nguồn nguồn nguyên, vật liệu rẻ tiền, dược phẩm, đồ dùng, gia vị, cây, hoa...có sẵn xung quanh chúng ta.
Sau đây chúng tôi liệt kê một số hóa chất dễ kiếm và có thể tự điều chế được:
Bảng 2. 4. Một số hóa chất cải tiến
STT Nguyên, vật liệu Cách tận dụng, điều chế Hóa chất thu được
1 Dây điện
Tuốt bỏ lớp vỏ nhựa bên ngoài, lấy giấy nhám chà lên phần lõi đồng để loại bỏ lớp sơn hoặc lớp oxit phủ bên ngoài.
Cu
STT Nguyên, vật liệu Cách tận dụng, điều chế Hóa chất thu được 3 Vỏ pin Dùng giấy nhám chà sạch lớp sơn, rửa sạch, làm khổ, cắt từng mảnh nhỏ Zn
4 Dây ăngten, dây điện cũ
Dùng giấy nhám chà sạch bề
mặt Al
5 Đường mía (mua ở tiệm tạp hóa) Sử dụng trực tiếp C12H22O11 6 Dung dịch thuốc tím (mua ở nhà thuốc) Sử dụng trực tiếp KMnO4
7 Nước oxi già (mua ở nhà thuốc)
Sử dụng trực tiếp
H2O2 8 Backing soda Sử dụng trực tiếp NaHCO3
9 Vơi xây dựng
Hịa vào nước, để lắng một thời gian rồi gạn lấy phần nước trong phía trên
Ca(OH)2
10 Ruột bút chì Sử dụng trực tiếp C
11 Tro bếp
Hòa tan tro bếp vào nước, lọc lấy phần nước trong, đó chính là dung dịch K 2CO 3. K2CO3 12 Vỏ trứng gà Luộc chín trứng, bóc lấy vỏ sử dụng trực tiếp CaCO3 13 Xà phòng Hòa tan với nước thu được dung
dịch Kiềm
14 Giấm, chanh Hòa tan với nước thu được dung
dịch Axit
15 Bắp cải tím
Cắt nhỏ, ngâm với nước nóng một thời gian, lọc lấy nước. Sau đó ngâm giấy lọc hoặc giấy học trò trong ba giờ, vớt ra để khô tự nhiên rồi cắt nhỏ thu được chất chỉ thị màu
Chất chỉ thị axit - bazơ
2.3.5.2. Ví dụ minh họa
Thí nghiệm cải tiến: Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc đến tốc độ phản ứng
1. Vị trí bài học
Bài 36: Tốc độ phản ứng
4. Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc
2. Mục đích thí nghiệm
- HS có thể dự đốn cách cải tiến dụng cụ, hóa chất để tiến hành thí nghiệm, rút ra kết luận khi tăng diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng
- Phát triển NL TNHH cho HS
3. Kiến thức, kĩ năng đã có
- Kiến thức chung về phản ứng hóa học - Kiến thức, hiểu biết thực tiễn
- Kĩ năng quan sát, mô tả, giải thích
4. Tiến trình dạy học
- GV nêu vấn đề: Theo em tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào khi tăng hoặc giảm diện tích tiếp xúc các chất ? Hãy dự đốn, đề xuất phương án theo hướng thí nghiệmvà tiến hành thí nghiệm.
- HS đưa ra dự đốn và đề xuất phương án thí nghiệm
Dự đốn / giả thuyết Phương án thí nghiệm
Khi tăng diện tích tiếp xúc của chất tham gia phản ứng thì tốc độ phản ứng tăng
So sánh tốc độ phản ứng ở 2 cốc:
Cốc 1: Vỏ trứng gà (mảnh lớn)+ giấm ăn Cốc 2: Vỏ trứng gà (nghiền nhỏ)+ giấm ăn
- HS lựa chọn dụng cụ, hóa chất và tiến hành TN:
Chuẩn bị:
- Lấy hai mảnh trứng gà giống nhau (luộc chín, bóc lấy vỏ), một mảnh lớn và một mảnh nghiền nhỏ.
- Lấy vào 2 cốc nhựa có đánh số:
Cốc 1: 50ml dung dịch giấm ăn Cốc 2: 50ml dung dịch giấm ăn
Tiến hành :
+ Cho đồng thời cả 2 lượng vỏ trứng gà vào cốc 1 và cốc 2. Cốc 1: Vỏ trứng gà (mảnh lớn) + giấm ăn
Cốc 2: Vỏ trứng gà (nghiền nhỏ) + giấm ăn
+ Quan sát hiện tượng và cho biết cốc nào sủi bọt khí nhiều và nhanh hơn. - HS quan sát, giải thích hiện tượng, rút ra kết luận:
CaCO3 + 2CH3COOH (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O Cốc 2 sủi bọt khí nhiều và nhanh hơn cốc 1
Giải thích: Chất rắn có kích thước hạt nhỏ (mảnh trứng gà nghiền nhỏ) có
tổng bề mặt tiếp xúc với chất phản ứng (giấm ăn) lớn hơn so với chất rắn có kích thước hạt lớn hơn (trứng gà mảnh lớn) có cùng khối lượng, nên tốc độ phản ứng lớn hơn.
Kết luận: Khi tăng diện tích bề mặt chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.