10. Cấu trúc của luận văn
2.2. Tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập định hƣớng năng lực giải quyết vấn
2.2.1. Nguyên tắc tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập định hướng năng lực giải quyết vấn đề
Việc lựa chọn và xây dựng HTBT hóa học để phát triển NLGQVĐ cho HS cần đảm bảo các nguyên tắc sau:
Nguyên tắc 1. BTHH đƣợc tuyển chọn và xây dựng phải đảm bảo đƣợc mục tiêu
dạy học, đảm bảo chuẩn kiến thức, kĩ năng và định hƣớng phát triển năng lực cho HS.
Nguyên tắc 2. Nội dung BT phải có bối cảnh, phải đảm bảo tính chính xác,
tính khoa học, tính hiện đại.
Nguyên tắc 3. BT phải đảm bảo phát triển các thành tố của NLGQVĐ. Nguyên tắc 4. BT hóa học phải đƣợc xây dựng dựa vào nội dung học tập. Nguyên tắc 5. BT hóa học phải đảm bảo tính sƣ phạm.
Ngun tắc 6. BT hóa học có tính hệ thống, logic.
2.2.2. Quy trình xây dựng hệ thống bài tập định hướng năng lực giải quyết vấn đề
Việc xây dựng BTHH để phát triển NLGQVĐ cho HS đƣợc thực hiện theo quy trình sau:
Bƣớc 1: Lựa chọn nội dung học tập, hiện tƣợng, tình huống thực tiễn.
Bƣớc 2: Xác định tri thức HS đã có và tri thức, kĩ năng cần hình thành trong nội
dung học tập, hành động tình huống thực tiễn đã chọn.
Bƣớc 3: Xây dựng mâu thuẫn nhận thức từ nội dung học tập, xây dựng mâu
thuẫn nhận thức cơ bản, đảm bảo mâu thuẫn này có thể giải quyết đƣợc trên cơ sở các tri thức HS đã có.
Lựa chọn các dữ liệu xuất phát hoặc bối cảnh tình huống (kiến thức đã có, hình ảnh, tranh, nguồn thông tin…) nêu yêu cầu đặt ra và diễn đạt bằng lời có chứa đựng các vấn đề cần giải quyết.
Bƣớc 5: Xây dựng đáp án, lời giải và kiểm tra tính chính xác, khoa học theo
tiêu chí BT định hƣớng NL.
Bƣớc 6: Tiến hành thử nghiệm và chỉnh sửa.
BT đã xây dựng cần cho kiểm tra thử và chỉnh sửa sao cho hệ thống BT đảm bảo tính chính xác khoa học về kiến thức, kĩ năng, có giá trị về mặt thực tiễn và phù hợp với đối tƣợng HS, mục tiêu giáo dục mơn Hóa học ở trƣờng THPT. Các BT sau khi để thử nghiệm và chỉnh sửa đƣợc sắp xếp thành HTBT để đảm bảo tính khoa học và tiện lợi trong sử dụng.
Ví dụ 1: Xây dựng BT về tính chất hóa học của kim loại kiềm.
- Bƣớc 1: Nội dung lựa chọn: Phần tính chất hóa học của kim loại kiềm ở bài
25 (kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm).
- Bƣớc 2: Kiến thức mới cần hình thành: Kim loại kiềm có tính khử mạnh. Kiến thức HS đã có: Tính chất hóa học chung của kim loại là tính khử, so sánh
bán kính nguyên tử, năng lƣợng ion hóa của kim loại kiềm so với các kim loại khác…
- Bƣớc 3: Vấn đề cần giải quyết (mâu thuẫn nhận thức): Tại sao kim loại kiềm
lại phản ứng mãnh liệt với nƣớc (trong khi đó các kim loại khác nhƣ Fe, Cu… thì khơng)?
- Bƣớc 4: Thiết kế BT: Sau khi HS làm 2 thí nghiệm: cho viên Na vào nƣớc và
cho đinh sắt vào nƣớc. GV yêu cầu HS nhận xét hiện tƣợng và trả lời bài tập: 1) Viết PTHH của Na với nƣớc. Xác định vai trò của kim loại Na trong phản ứng thơng qua sự thay đổi số oxi hóa.
2) Tính chất hố học cơ bản của kim loại kiềm là gì? Vì sao kim loại kiềm có tính chất đó? Dẫn ra các phản ứng hố học để minh hoạ?
3) So sánh tính khử của kim loại kiềm với các kim loại khác. Giải thích?
Kim loại kiềm có tính khử mạnh là do chúng có năng lƣợng ion hóa nhỏ, bán kính ngun tử lớn.
PTHH minh họa: kim loại kiềm tác dụng với phi kim (clo, oxi,…), axit, nƣớc... 3) Kim loại kiềm có tính khử mạnh nhất, do kim loại kiềm có bán kính ngun tử lớn nhất, năng lƣợng ion hóa nhỏ nhất trong các kim loại.
Ví dụ 2: Xây dựng BT về tính chất lƣỡng tính của nhơm hiđroxit.
- Bƣớc 1: Nội dung lựa chọn: Phần tính chất hóa học của nhơm hiđroxit ở bài 27 (nhôm và hợp chất của nhôm).
- Bƣớc 2: Kiến thức mới cần hình thành: Tính chất lƣỡng tính của nhơm
hiđroxit đƣợc thể hiện là tan trong dung dịch axit mạnh và kiềm mạnh.
Kiến thức HS đã có: Al(OH)3 là một hiđroxit lƣỡng tính (đã học ở chƣơng 1: sự điện li- hóa học 11).
- Bƣớc 3: Vấn đề cần giải quyết (mâu thuẫn nhận thức): nhôm hiđroxit tan
trong dung dịch NaOH, dung dịch HCl và không tan trong dung dịch NH3, CO2.
- Bƣớc 4: Thiết kế BT:
1) Có hiện tƣợng gì giống và khác nhau khi tiến hành đồng thời từng cặp thí nghiệm sau? Hãy giải thích hiện tƣợng bằng PTHH.
a. Thí nghiệm 1: Nhỏ từ từ đến dƣ dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3. Thí nghiệm 2: Nhỏ từ từ đến dƣ dung dịch NH3 vào dung dịch AlCl3. b. Thí nghiệm 1: Nhỏ dung dịch HCl dƣ vào ống nghiệm chứa Al(OH)3. Thí nghiệm 2: Thổi CO2 dƣ vào ống nghiệm chứa Al(OH)3.
2) Hãy cho biết tính chất hóa học đặc trƣng của nhôm hiđroxit. Nhôm hiđroxit tan đƣợc trong những loại dung dịch nào? Hãy đề xuất cách điều chế nhôm hiđroxit.
- Bƣớc 5: Đáp án:
1) a. - Hiện tƣợng giống nhau: đều xuất hiện kết tủa trắng keo.
- Khác nhau: Thí nghiệm 1: kết tủa tan. Thí nghiệm 2: kết tủa không tan. PTHH: AlCl3 + 3 NH3 + 3 H2O → Al(OH)3↓ + 3 NH4Cl
AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3↓ + 3 NaCl
b. Thí nghiệm 1: Al(OH)3 bị hòa tan theo phản ứng: Al(OH)3 + 3 HCl → AlCl3 + 3 H2O
Thí nghiệm 2: Kết tủa khơng bị hịa tan
2) Tính chất hóa học đặc trƣng của nhơm hiđroxit là tính lƣỡng tính. Nhơm hiđroxit tan đƣợc trong dung dịch axit mạnh và bazơ mạnh.
* Phƣơng pháp điều chế nhôm hiđroxit là:
- Cho dung dịch NH3 đến dƣ vào dung dịch chứa muối Al3+.
- Cho từ từ dung dịch bazơ mạnh (không dƣ) vào dung dịch chứa muối Al3+. - Thổi CO2 đến dƣ vào dung dịch muối AlO2-.
- Nhỏ từ từ dung dịch HCl (khơng dƣ) vào dung dịch muối AlO2-.
Ví dụ 3: Xây dựng BT về hiện tƣợng tạo thành thạch nhũ trong các hang động
đá vôi.
- Bƣớc 1: Nội dung lựa chọn: Phần tính chất hóa học của muối CaCO3 và Ca(HCO3)2 ở bài 26 (kim loại kiềm thổ và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ).
- Bƣớc 2: Kiến thức mới cần hình thành: Dùng tính chất hóa học của muối
CaCO3 và Ca(HCO3)2 để giải thích hiện tƣợng trong tự nhiên: sự tạo thành thạnh
nhũ trong các hang động.
Kiến thức HS đã có: Tính chất hóa học của muối CaCO3 và Ca(HCO3)2, tính chất vật lí của khí cacbonic và tác dụng sinh học của nó.
- Bƣớc 3: Vấn đề cần giải quyết (mâu thuẫn nhận thức): Tại sao trong các hang
động đá vơi lại có những hình thạch nhũ tuyệt đẹp nhƣ vậy, chúng đƣợc hình thành nhƣ thế nào qua thời gian? Tại sao đi sâu vào bên trong các hang động lại cảm thấy khó thở?
- Bƣớc 4: Thiết kế BT: Động Phong Nha – Kẻ Bàng ở tỉnh Quảng Bình là một trong những di sản thiên nhiên thế giới của Việt Nam. Những thạch nhũ tuyệt đẹp ở động Phong Nha – Kẻ Bàng đã góp phần thu hút hàng triệu lượt du khách trong nước và quốc tế đến với Quảng Bình mỗi năm. Cùng với Phong Nha – Kẻ Bàng, đất nước ta cịn có những hang động đá vơi tuyệt đẹp như động Hương Tích ở Mỹ Đức
Bằng những hiểu biết hóa học, hãy giải thích q trình hình thành thạch nhũ trong các hang động đá vôi? Tại sao càng đi sâu vào trong hang động ta càng thấy khó thở?
Động Phong Nha – Kẻ Bàng
- Bƣớc 5: Đáp án:
Trong hang động đá vôi, dƣới tác dụng của CO2 và H2O, đá vơi bị chuyển hóa dần thành Ca(HCO3)2 tan đƣợc trong nƣớc.
CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2
Khi tiếp xúc với khơng khí, Ca(HCO3)2 dễ bị phân hủy theo phản ứng: Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2
Quá trình này xảy ra rất chậm, trải qua thời gian hàng triệu năm, thạch nhũ dần hình thành từ trên hang đá xuống, Mặt khác, nƣớc chứa Ca(HCO3)2 cịn có thể rơi xuống phía dƣới rồi mới phân hủy, nên hình thành thạch nhũ mọc từ phía dƣới lên
Khi đi sâu vào trong hang thì sự lƣu thơng khơng khí kém, do tỉ khối cao làm nên CO2 tích tụ lớn, nên càng làm giảm nồng độ O2. Vì vậy nên ta cảm thấy khó thở.
2.2.3. Nguyên tắc sắp xếp hệ thống bài tập định hướng năng lực chương “Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm” – Hóa học 12
Chúng tơi tiến hành tuyển chọn và xây dựng HTBT phát triển NLGQVĐ cho chƣơng “Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm” - Hóa học 12. HTBT đƣợc sắp xếp theo nguyên tắc sau: Sắp xếp theo mức độ nhận thức và đặc điểm BT định hƣớng NL, sắp xếp theo thứ tự nội dung học tập trong từng phần kiến thức của chƣơng. Nhƣ vậy, HTBT này đƣợc sắp xếp theo các dạng:
+ Các BT vận dụng (củng cố kiến thức, rèn kĩ năng cơ bản). + Các BT GQVĐ (có sự phân tích, tổng hợp, vận dụng kiến thức). + Các BT gắn với bối cảnh, tình huống thực tiễn.
đúng đƣợc kí hiệu bằng cách gạch chân, ví dụ: A. , B. ...).
2.3. Hệ thống bài tập hóa học chƣơng “Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm”- Hóa học 12 để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh