1.4 .Bài tập hoá học theo định hướng phát triển năng lực
1.5.4. Đánh giá kết quả điều tra
Từ kết quả của phiếu điều tra cho thấy:
1.5.4.1. Đối với HS
Đa số HS có ý thức học tập tốt, khi GV đặt câu hỏi/ bài tập đã chủ động, độc lập làm bài hoặc trao đổi với bạn, ít HS chờ câu trả lời từ phía bạn và GV ( chỉ chiếm 1,6%). Nhiều HS thấy thích thú với những bài tập để hình thành và rèn luyện năng lực GQVĐ (chiếm 54,5%). Khi gặp các bài tập hóa học gắn liền với bối cảnh thực tiễn và GQVĐ có liên quan đến thực tiễn HS thấy hào hứng (chiếm 56,7%).
Tuy nhiên vẫn còn một bộ phận các em HS khơng thích học hóa học và khơng thích giờ học có bài tập (Bình thường chiếm 51%, khơng thích chiếm 13%). Khi gặp những bài tập có vấn đề nhiều HS chưa có động cơ, hứng thú để tìm hiểu
và GQVĐ đặt ra. Mặt khác nhiều HS khơng thường xun liên hệ kiến thức hóa học đã học với thực tiễn cuộc sống.
1.5.4.2. Đối với GV
Nhiều GV thấy được tầm quan trọng của việc phát triển năng lực GQVĐ cho HS (Rất quan trọng 26,3%; quan trọng 63,2%). GV cũng đã biết các biện phát để rèn luyện cũng như tác dụng của việc rèn luyện năng lực GQVĐ cho HS. Tuy nhiên kết quả điều tra cho thấy ít HS thích học hóa, nhiều HS chưa có động cơ, hứng thú để tìm hiểu và GQVĐ đặt ra, cịn nhiều HS khơng thường xuyên liên hệ kiến thức hóa học với thực tiễn cuộc sống.
Điều này chứng tỏ rằng, GV sử dụng các PPDH chưa có hiệu quả, chỉ có số ít GV hiểu và sử dụng các PPDH tích cực, chủ yếu các GV vẫn sử dụng các PPDH thuyết trình, đàm thoại vấn đáp, nguồn bài tập thì lấy chủ yếu trong SGK và sách bài tập, số lượng lấy từ sách tham khảo chiếm phần nhỏ. Các dạng bài tập thì chủ yếu là bài tập tái hiện lý thuyết và bài toán vận dụng đơn giản, các dạng bài về sử dụng sơ đồ, hình vẽ, thí nghiệm, các bài tập về gắn với bối cảnh thực tiễn thì ít được sử dụng.
Tiểu kết chƣơng 1
Chúng tôi đã tổng quan những vấn đề cơ bản về cơ sở lí luận có liên quan đến đề tại như: định hướng đổi mới giáo dục trung học; năng lực và phát triển năng lực cho HS THPT (khái niệm, đặc điểm, cấu trúc, năng lực cốt lõi và năng lực đặc thù cần phát triển cho HS). Từ đó chúng tơi đi sâu vào năng lực GQVĐ (từ khái niệm, cấu trúc, biểu hiện, biện pháp phát triển và đánh giá năng lực này) và bài tập định hướng phát triển năng lực trong dạy học hóa học (khái niệm, phân loại, các đặc điểm và các bậc trình độ của bài tập định hướng phát triển năng lực).
Chúng tôi đã điều tra thực trạng sử dụng BTHH và việc phát triển năng lực GQVĐ cho HS trong dạy học hóa học thơng qua phiếu điều tra 19GV và 312HS lớp 11 của 3 trường THPT thuộc địa bàn Hà Nội.
Đây là những cơ sở lí luận và thực tiễn để chúng tôi nghiên cứu xây dựng BTHH theo định hướng phát triển năng lực và phương pháp sử dụng chúng trong bài dạy để phát triển năng lực GQVĐ cho HS.
CHƢƠNG 2:
SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC CHƢƠNG NITƠ – PHOTPHO HÓA HỌC 11 THPT NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN
ĐỀ CHO HỌC SINH
2.1. Phân tích mục tiêu , cấu trúc nội dung chƣơng Nitơ – Photpho hóa học 11 THPT
2.1.1. Mục tiêu chương Nitơ – Photpho hóa học 11 trung học phổ thông
2.1.1.1. Về kiến thức
- Học sinh biết:
+ Vị trí, cấu tạo nguyên tử của nitơ , photpho.
+ Tính chất hóa học, tính chất vật lý cơ bản của các đơn chất N2, P. + Tính chất hóa học, tính chất vật lý của một số hợp chất của N, P
+ Một số ứng dụng quan trọng của Nitơ, Photpho và hợp chất của chúng.
- Học sinh biết vận dụng kiến thức đã học để giải thích tính chất của đơn
chất N, P và một số hợp chất của Nitơ, Photpho.
2.1.1.2. Về kĩ năng
- Rèn luyện kĩ năng thực hành: Thực hiện một số thí nghiệm nghiên cứu tính chất hóa học của Nitơ, Photpho, amoniac và muối amoni, axit nitric và muối nitrat, axit photphoric và muối photphat, một số phân bón hóa học thơng thường.
- Quan sát, phân tích, tổng hợp, dự đốn tính chất... để giải thích các hiện tượng thí nghiệm và một số hiện tượng tự nhiên.
- Lập PTHH, đặc biệt là PTHH là phản ứng oxi hóa – khử, xác định chất oxi hóa, chất khử .... biểu diễn tính chất hóa học của Nitơ, Photpho và hợp chất của chúng.
- Giải bài tập định tính, định lượng có liên quan đến kiến thức của chương.
2.1.1.3. Về giáo dục tình cảm, thái độ
- Tự giác, tích cực nghiên cứu tính chất của các chất.
- Có ý thức bảo về mơi trường, giữ gìn vệ sinh an tồn thực phẩm.
2.1.1.4. Phát triển năng lực
- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
+ Biết cách nghiên cứu bài tập nhận thức để phát hiện được mâu thuẫn và phát biểu rõ được vấn đề cần giải quyết.
+ Đề xuất được các giải thuyết đúng hướng trong giải quyết vấn đề đặt ra. + Xây dựng quy trình giải bài tập nhận thức và thực hiện thành công.
- Phát triển năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học.
- Phát triển năng lực thực hành; phát triển năng lực hợp tác phối hợp làm
việc theo nhóm nhỏ.
- Phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống.
- Phát triển năng lực tính tốn.
2.1.2. Cấu trúc nội dung chương Nitơ – Photpho
* Chương Nitơ – Photpho Hóa học 11 được phân bố theo thời lượng như sau:
Tên chƣơng Lý thuyết Luyện tập Thực hành Tổng
Nitơ - Photpho 8 2 1 11
* Nội dung kiến thức trong chương tập trung nghiên cứu: Đơn chất Nitơ, Photpho và hợp chất quan trọng của chúng.
* Các nội dung này được được cấu trúc thành các bài học: Bài 7: Nitơ.
Bài 8: Amoniac và muối amoni. Bài 9: Axit nitric và muối nitrat Bài 10: Photpho.
Bài 11: Axit photphoric và muối photphat.
Bài 12: Phân bón hóa học.
Bài 13: Luyện tập: Tính chất của nitơ, photpho và hợp chất của chúng.
Bài 14: Bài thực hành số 2: Tính chất của một số hợp chất nitơ,photpho
Như vậy chương 2. Nitơ – Photpho hóa học 11 THPT nghiên cứu về hai nguyên tố Nitơ và Photpho cùng với các hợp chất quan trọng của chúng, đồng thời chú trọng đến ngành sản xuất phân bón hóa học – ngành cơng nghiệp này đã góp phần quan trọng để làm tăng năng suất cây trồng trong nông nghiệp Việt Nam.
2.1.3. Những điểm cần chú ý về nội dung và phương pháp dạy học chương Nitơ – Photpho hóa học 11 THPT Photpho hóa học 11 THPT
Những kiến thức về nitơ, photpho và hợp chất của chúng hầu như chưa được đề cập đến ở lớp 8,9,10, do đó có nhiều kiến thức mới đối với HS lớp 11. Trong dạy học GV còn chú ý đến một số nội dung sau:
Trong nhóm nitơ chỉ xét kỹ nitơ và photpho nên GV cần làm rõ sự giống nhau và khác nhau của các đơn chất và các hợp chất của hai nguyên tố này. Do học
sinh đã được học đầy đủ cơ sở lý thuyết như cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hồn, liên kết hóa học, cân bằng hóa học, sự điện li, khái niệm về axit, bazơ và muối, nên HS có thể dự đốn tính chất các chất và dùng thí nghiệm, để HS quan sát, nhận xét, xác nhận sự đúng đắn của những dự đốn đó.
Cần lưu ý đến sự khác nhau về cấu tạo và độ bền của phân tử nitơ và phân tử photpho. Do phân tử N2 có kích thước nhỏ hơn phân tử P4 và N2 ở trạng thái khí nên lực tương tác giữa các phân tử N2 nhỏ hơn so với lực tương tác giữa các phân tử P4. Liên kết ba trong phân tử N2 có năng lượng lớn nên là liên kết rất bền. Ở 30000C nó mới bắt đầu bị phân hủy thành nguyên tử, do đó ở nhiệt độ thường nitơ phân tử là một trong những chất trơ nhất. Còn ở nhiệt độ cao, nitơ trở nên hoạt động hơn, nhất là khi có mặt của chất xúc tác.
Mặc dù photpho có độ âm điện (2,1) nhỏ hơn so với nitơ (3,0), nhưng ở điều kiện thường photpho hoạt động hóa học mạnh hơn nitơ. Điều này được giải thích
bằng độ bền liên kết P – P trong phân tử P4 kém bền hơn liên kết ba trong phân tử
nitơ. Ở trên 20000
C phân tử P4 bị phân hủy thành các nguyên tử photpho.
Từ giá trị các số oxi hóa có thể có của nitơ, photpho để dự đoán tính khử, tính oxi hóa của nitơ và photpho và dùng thí nghiệm, các phản ứng với oxi, với kim loại và với hiđro để kết luận, giải thích tính chất của nitơ, photpho.
Khi nghiên cứu về amoniac cần chú ý phân tích về cấu tạo phân tử amoniac có 3 liên kết cơng hóa trị và một cặp electron của nitơ chưa tham gia vào liên kết và
số oxi hóa của nitơ trong NH3 là -3 ( mức oxi hóa thấp nhất) nên NH3 vừa có tính
bazơ (khả năng nhận H+) vừa có tính khử.
Với muối amoni cần làm rõ sự giống nhau và khác nhau giữa muối amoni với muối kim loại kiềm. Giống với muối của kim loại kiềm, về tính tan trong nước
và khi tan phân ly hoàn toàn thành các ion và ion NH4+ cũng khơng có màu.
Khác với ion kim loại kiềm, dung dịch muối amoni có tính axit do ion amoni cho proton: NH3 + H2O NH3 + H3O+ Ka = 5,5.10-10
Cần hiểu và nắm vững phản ứng nhiệt phân của muối amoni. Sản phẩm của phản ứng này là khác nhau, tùy thuộc vào bản chất của axit tạo nên muối.
- Với axit nitric là axit có tính oxi hóa mạnh. Nếu sử dụng HNO3 đặc thì sản
phẩm cuối cùng ln ln là NO2. Vì tất cả các hợp chất chứa oxi của nitơ với số
oxi hóa nhỏ hơn +4 đều bị HNO3 đặc oxi hóa đến NO2.
Ví dụ: 2HNO3 + NO → 3NO2 + H2O
Các kim loại có tính khử trung bình và yếu (Fe, Pb, Cu, Ag ...) khử HNO3 loãng chủ
yếu đến NO, cịn các kim loại có tính khử mạnh (Al, Zn, Mg ....) khử HNO3 loãng
chủ yếu đến N2O hoặc N2 và khử HNO3 rất loãng đến NH3 (ở dạng muối NH4NO3). Trong các phản ứng, kim loại bị oxi hóa đến mức oxi hóa bền, cao nhất. Q trình
khử HNO3 thường diễn ra theo một số hướng song song, kết quả thu được một hỗn
hợp sản phẩm khử khác nhau, tùy thuộc vào độ mạnh, yếu của chất khử và nồng độ của axit.
- Với muối nitrat khi đun nóng ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của
chúng ( có trường hợp chưa đến nhiệt độ nóng chảy) thì chúng bị phân hủy. Tính chất phân hủy của muối nitrat phụ thuộc vào bản chất của cation.
Muối nitrat của kim loại hoạt động mạnh (đứng trước Mg trong dãy điện hóa) tạo thành muối nitrit tương ứng và giải phóng khí oxi.
Muối nitrat của kim loại hoạt động kém hơn (từ Mg đến Cu) bị phân hủy tạo thành oxit, khí NO2 và khí oxi.
Muối nitrat của kim loại kém hoạt động hơn nữa (đứng sau Cu trong dãy điện hóa) bị phân hủy giải phóng kim loại, khí NO2 và khí oxi.
Trong mơi trường trung tính, ion NO3- khơng có khả năng oxi hóa. Trong mơi trường axit, ion NO3- có khả năng oxi hóa giống như HNO3.
Ví dụ: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
Trong môi trường kiềm mạnh, dư, ion NO3- bị Al (hoặc Zn) khử đến NH3
Ví dụ: 8Al + 5OH- + 2H2O → 8AlO2- + 3NH3
- Với photpho cần nắm vững các điều kiện chuyển hóa giữa hai dạng thù hình của photpho ( Pđỏ và PTrắng). Do đặc điểm cấu trúc của các dạng thù hình nên photpho trắng hoạt động mạnh hơn photpho đỏ. Photpho trắng dễ dàng bốc cháy trong khơng khí ở nhiệt độ thường, nếu ở dạng tán nhỏ.
- Với axit photphoric cần so sánh với axit nitric về cấu tạo, về tính chất hóa học. Mặc dù số oxi hóa của photpho trong H3PO4 là +5 nhưng H3PO4 khơng có tính
oxi hóa. Cần chú ý rằng H3PO4 là axit 3 lần axit, phân ly theo 3 nấc và tạo ra ba gốc axit (H2PO4-, HPO42-, PO43-) nên có khả năng tạo ra 3 muối tùy thuộc lượng chất tham gia vào phản ứng.
Nội dung trong chương này có nhiều kiến thức gắn liền với thực tế đời sống, sản xuất của địa phương và với môi trường như N2, phân bón hóa học, ... Do đó, GV yêu cầu HS khai thác, sưu tầm thêm một số thông tin có nội dung thực tế có nhiều điều kiện thuận lợi để vận dụng dạy học GQVĐ nhằm phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn cho HS.
GV cần có nhiều kiến thức thực tế, đồng thời cần sưu tầm nhiều tư liệu dạy học, mơ hình để bài giảng thêm hấp dẫn và phong phú.
Việc sử dụng thí nghiệm để HS nghiên cứu tính chất của các chất cũng cần
được GV chú ý. GV thực hiện một số thí nghiệm biểu diễn về tính chất của NH3,
HNO3, muối amoni, muối nitrat, phân bón hóa học để HS quan sát, mô tả hiện tượng, giải thích và rút ra nhận xét nhằm kiểm tra các dự đoán của HS và kết luận về tính chất vật lý, tính chất hóa học của chúng. GV tổ chức cho HS thực hiện thí nghiệm theo nhóm ở các bài lý thuyết, các bài thực hành. Các thí nghiệm được dùng để kiểm nghiệm, chứng minh cho những tính chất đã dự đốn, vì vậy cần được đảm bảo chính xác, khoa học, đảm bảo thành công.
2.2. Tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập hóa học chƣơng Nitơ – Photpho hóa học 11 THPT
2.2.1. Nguyên tắc lựa chọn và xây dựng hề thống bài tập hóa học để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh
Lựa chọn và xây dựng hệ thống bài tập hóa học (BTHH) nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS cần đảm bảo một số nguyên tắc sau:
- Nguyên tắc 1: Đảm bảo tính mục tiêu và phù hợp với nội dung của chương
trình và chuẩn kiến thức, kỹ năng và định hướng phát triển năng lực cho HS.
- Nguyên tắc 2: Đảm bảo tính chính xác khoa học của các nội dung kiến thức hóa học và các mơn khoa học có liên quan.
- Nguyên tắc 3: Bài tập phải đảm bảo phát triển năng lực GQVĐ cho HS, các
tính tích cực tìm tịi và vận dụng những hiểu biết khác nhau để giải quyết hoặc GQVĐ đặt ra trong thực tiễn đời sống.
- Nguyên tắc 4: Đảm bảo tính vừa sức phù hợp với năng lực nhận thức của
các đối tượng HS.
2.2.2. Quy trình xây dựng bài tập hóa học để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh đề cho học sinh
Xây dựng BTHH nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS được thực hiện theo một quy trình sau:
Bước 1: Xác định mục tiêu. Lựa chọn nội dung học tập, hiện tượng, tình huống thực tiễn có liên quan.
Bước 2: Xác định tri thức HS đã có và tri thức , kĩ năng cần hình thành trong nội dung bài tập hoặc trong tình huống thực tiễn đã lựa chọn.
Bước 3: Xây dựng tình huống có chứa mâu thuẫn nhận thức.
Xác định mâu thuẫn từ nội dung học tập, xây dựng mâu thuẫn nhận thức cơ bản, đảm bảo mâu thuẫn này có thể giải quyết vấn đề trên cơ sở các tri thức học sinh đã có.
Bước 4: Thiết kế bài tập và diễn đạt
Viết nội dung bài tập. Lựa chọn các dữ liệu xuất phát hoặc bối cảnh tình huống (Kiến thức đã có, hình ảnh, tranh, nguồn thơng tin...) nêu yêu cầu đặt ra và diễn đạt bằng lời có chứa đựng các vấn đề cần giải quyết.
Bước 5: Xây dựng đáp án, lời giải và kiểm tra tính chính xác,khoa học, câu văn diễn đạt, trình bày ... theo tiêu chí bài tập định hướng phát triển năng lực.
Bước 6: Thử nghiệm và chỉnh lý
Bài tập xây dựng cần cho kiểm tra thử và chỉnh sửa sao cho hệ thống bài tập đảm bảo tính chính xác, khoa học về kiến thức kỹ năng, có giá trị về mặt thực tiễn, phù hợp với đối tượng HS và đáp ứng được mục tiêu giáo dục mơn hóa học ở