1.1 .Lịch sử vấnđề nghiêncứu
2.4. Sửdụngthínghiệm để tổ chức hoạt động họctập nhằm tạo hứngthú họctập cho HS
cho HS
2.4.1. Sử dụng TN biểu diễn của GV
TNHH có ý nghĩa to lớn trong q trình dạy học, song khơng phải cứ sử dụng TN là có tác dụng dạy học – giáo dục mà còn phụ thuộc rất nhiều vào việc ngƣời GV sử dụng nó nhƣ thế nào.
2.4.1.1. Sử dụng TN nêu vấn đề
GV sử dụng TN tạo tình huống có vấn đề để tổ chức hoạt động học tập cho HS theo trình tự sau:
- GV nhắc lại kiến thức có liên quan.
- Dự đoán hiện tƣợng TN sẽ xảy ra theo lí thuyết (trên cơ sở kiến thức HS đã có). - TN có thể do GV tiến hành hoặc GV hƣớng dẫn HS làm TN.
- HS quan sát hiện tƣợng xảy ra không đúng nhƣ đa số HS dự đoán, gây ra mâu thuẫn nhận thức, xuất hiện vấn đề nghiên cứu.
- GV hoặc tổ chức cho HS phát biểu vấn đề cần nghiên cứu dƣới dạng bài tốn nhận thức, kích thích HS tìm tịi giải quyết vấn đề.
- Tổ chức cho HS giải quyết vấn đề (GV hƣớng dẫn HS tham gia hoặc độc lập giải quyết vấn đề).
37
Khi giải quyết vấn đề có thể tổ chức cho HS thảo luận nhóm, dùng kĩ thuật dạy học thu thập những dự đốn, câu hỏi, cách giải quyết vấn đề.
Ví dụ 1: Khi dạy bài: “ Một số axit quan trọng” (Bài 4 – Hoá học 9) trong phần
axit sunfuric đặc có những tính chất hố học riêng, giáo viên có thể sử dụng TN biểu diễn theo phƣơng pháp nêu và giải quyết vấn đề, cụ thể:
- GV tái hiện kiến thức cũ có liên quan bằng cách đặt câu hỏi: + Hãy cho biết axit có tác dụng với kim loại hay không?
+ Dựa vào pƣ của kẽm với axit sunfuric loãng, nếu cho KL Cu vào với dd axit H2SO4 lỗng pƣ có xảy ra khơng? Vì sao? Thay axit H2SO4 lỗng bằng H2SO4 đậm đặc thì pƣ có xảy ra khơng?
38
Trong khi các em đang phân vân dự đốn khơng biết Cu có tác dụng với dd H2SO4 đặc nóng khơng thì GV tiến hành làm TN cho Cu vào dd H2SO4 đậm đặc. Học sinh sẽ dự đoán sản phẩm của pƣ này là dung dịch CuSO4 và có khí H2 thốt ra. Tuy nhiên, khi tiến hành TN thấy phản ứng xảy ra và có hiện tƣợng cụ thể là: Dd trong ống nghiệm chuyển sang màu xanh và có khí khơng màu bay ra, nếu cho cánh hoa hổng ở miệng ống nghiệm, thì cánh hoa hồng bị nhạt màu. Sau khi HS quan sát hết TN, các em từ tò mò đến ngạc nhiên về những hiện tƣợng xảy ra từ đó kích thích hứng thú tìm hiểu và các em sẽ tự động suy nghĩ tháo gỡ bế tắc này.
Phát biểu vấn đề
H2SO4 đậm đặc tác dụng cả với Cu tạo ra dung dịch CuSO4 và khí làm mất màu cánh hoa hồng. Ngun nhân khơng phù hợp với điều đã biết là do đâu? Axit H2SO4 đđ ngồi tính axit cịn có tính chất gì mới?
Giải quyết vấn đề
GV gợi ý HS viết phƣơng trình phản ứng dựa vào kết quả thí nghiệm: + Khí thốt ra làm mất màu cánh hoa hồng, vậy khơng phải là khí H2.
+ Kim loại đồng bị tan dần, dd phản ứng có màu xanh chứng tỏ trong dd có chứa CuSO4.
+ Sản phẩm khí khơng phải H2, khơng có mùi trứng thối nên sản phẩm khơng phải là H2S. Vậy khí sinh ra chỉ có thể là khí SO2.
Axit H2SO4 đậm đặc tác dụng đƣợc với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt). 2.4.1.2. Sử dụng thí nghiệm so sánh, đối chứng
Khi hình thành một khái niệm, một qui tắc, một qui luật, để giúp HS hiểu và tự nêu ra đƣợc những kết luận đầy đủ, chính xác về dấu hiệu bản chất của khái niệm, nội dung của qui tắc, qui luật, GV sử dụng TN so sánh, đối chứng để tổ chức hoạt động học tập cho HS theo trình tự sau:
39
- Tiến hành TN.
- HS quan sát, so sánh để tìm ra những điểm giống và khác nhau hoặc tìm ra yếu tố thay đổi, giữ nguyên trong TN đối chứng
- Giải thích, kết luận về kiến thức thu nhận đƣợc. - Vận dụng kiến thức.
Ví dụ 2: Khi dạy bài: “ Dãy hoạt động hóa học của kim loại” (Bài 17 – Hoá học
9) để hình thành dãy hoạt động hóa học của kim loại, giáo viên có thể sử dụng TN biểu diễn theo phƣơng pháp so sánh kết hợp nhóm, cụ thể:
Bài 17:Dãy hoạt động hoá học của kim loại
Phần 1: Dãy hoạt động hoá học của kim loại đƣợc xây dựng nhƣ thế nào?
- Mục tiêu: HS biết và hiểu đƣợc thứ tự sắp xếp các kim loại trong dạy hoạt động hóa học của KL.
Các thí nghiệm trong bài đa số đƣợc thực hiện theo PPTN đối chứng để phù hợp với mục tiêu bài dạy. Từ dó học sinh so sánh mức độ hoạt động hố học của từng cặp kim loại, rút ra kết luận và cách sắp xếp kim loại đứng trƣớc, kim loại đứng sau theo từng cặp và cả dãy hoạt động hóa học.
- Dụng cụ: ống nghiệm, kẹp gỗ, ống nhỏ giọt, giá đựng ống nghiệm, thìa lấy hố chất. - Hoá chất: FeSO4 , CuSO4, AgNO3 , Cu(NO3)2, HCl, dung dịch phenolphtalein, Fe, Cu, Ag, Na.
* TN1: Cho đinh sắt vào ống nghiệm 1 đựng dung dịch CuSO4 * TN(Đối chứng):
- Cho mẩu dây đồng vào ống nghiệm 2 đựng dung dịch FeSO4
- Học sinh quan sát, nhận xét hiện tƣợng xảy ra ở ống nghiệm 1 và và viết PTHH minh họa.
- Học sinh nêu hiện tƣợng: + ống nghiệm 1: Xuất hiện chất rắn màu đỏ bám vào đinh sắt.
40
+ Ống nghiệm 2: khơng có hiện tƣợng gì
- Học sinh giải thích: Fe đẩy đƣợc Cu ra khỏi dung dịch muối tạo ra kim loại Cu màu đỏ, cịn Cu khơng đẩy đƣợc Fe.
PTHH: Fe(r) + CuSO4(dd) FeSO4(dd) + Cu(r) màu xanh màu đỏ
? Qua 2 thí nghiệm trên em có kết luận về khả năng hoạt động của Fe và Cu?
Kết luận: Fe hoạt động mạnh hơn Cu xếp Fe đứng trƣớc Cu: Fe,Cu
*TN2: Cho dây Cu vào ống nghiệm 1 đựng dung dịch AgNO3
* TN(đối chứng):
- Cho dây Ag vào ống nghiệm 2 đựng dung dịch Cu(NO3)2
- Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét hiện tƣợng và viết PTHH xảy ra
- Học sinh nêu hiện tƣợng: + ống nghiệm 1: có chất rắn màu xám bám vào dây Cu, dung dịch có màu xanh.
+ ống nghiệm 2: Khơng có hiện tƣợng gì
- Học sinh giải thích: Cu đẩy đƣợc Ag ra khỏi dung dịch muối tạo ra kim loại Ag màu trắng xám, cịn Ag khơng đẩy đƣợc Cu.
PTHH: Cu(r) + 2AgNO3(dd) Cu(NO3)2(dd) + 2Ag(r) màu xanh
Giáo viên: Em có nhận xét gì qua kết quả của 2 ống nghiệm trên?
Kết luận:Cu hoạt động hoá học mạnh hơn Agxếp Cu đứng trƣớc Ag: Cu, Ag
* TN 3: Cho đinh Fe vào ống nghiệm 1 đựng dung dịch HCl. * TN(kiểm chứng):
41
- Giáo viên yêu cầu học sinh so sánh nhận xét hiện tƣợng ở 2 ống nghiệm trên - Học sinh nêu hiện tƣợng:
+ ống nghiệm 1: có bọt khí thốt ra + ống nghiệm 2 : Khơng có hiện tƣợng gì
- Học sinh giải thích: Fe đẩy đƣợc H ra khỏi dung dịch axit tạo ra khí H2 cịn Cu khơng đẩy đƣợc H. Fe tác dụng với dung dịch HCl
Cu không tác dụng với HCl
PTHH: Fe(r) + 2HCl(dd) FeCl2(dd) + H2(k) Giáo viên: Rút ra kết luận gì qua kết quả trên?
Kết luận: Fe đứng trƣớc H, Cu đứng sau H xếp Fe, H, Cu
* TN 4: Cho mẩu Na vào cốc nƣớc 1 đã nhỏ sẵn vài giọt dung dịch phenolphtalein * TN(đối chứng):
- Cho mẩu Fe vào cốc nƣớc 2 có nhỏ sẵn dung dịch phenolphtalein
- Giáo viên yêu cầu học sinh so sánh đối chiếu giữa hai cốc nƣớc khi cho lần lƣợt Fe và Na vào từng cốc, nhận xét hiện tƣợng và viết PTHH
- Học sinh nêu hiện tƣợng:
+ ống nghiệm 1: Mẩu Na tan dần, nóng chảy thành giọt trịn chạy lung tung trên mặt nƣớc, dung dịch có màu hồng.
+ ống nghiệm 2: khơng có hiện tƣợng gì.
- Học sinh giải thích: Na là kim loại mạnh nên tác dụng với nƣớc tạo ra dung dịch bazơ kiềm cịn Fe thì khơng tác dụng đƣợc với nƣớc.
PTHH: 2Na(r) + 2H2O(l) 2NaOH(dd) + H2(k) GV: So sánh khả năng hoạt động của Fe với Na?
42
GV: Thông qua kết quả thu đƣợc của 4 thí nghiệm trên em hãy sắp xếp các kim loại Fe, Cu, Na, Ag và H thành một dãy theo chiều giảm dần mức độ hoạt động hoá học?
HS sắp xếp : Na, Fe, H, Cu, Ag
Từ kết quả trên giáo viên thông báo: tƣơng tự các thí nghiệm trên, ngƣời ta đã sắp xếp các kim loại thành dãy theo chiều giảm dần mức độ hoạt động hoá học:
K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb (H) Cu, Ag, Au
2.4.1.3. Sử dụng TN tổ chức hoạt động nghiên cứu tính chất các chất
GV sử dụng TN để tổ chức hoạt động nghiên cứu tính chất các chất theo trình tự sau:
- Dự đốn tính chất, khả năng tham gia phản ứng …
- Lựa chọn TN dùng để kiểm tra dự đốn (chọn hóa chất, dụng cụ, cách tiến hành, hiện tƣợng sẽ xảy ra…).
- Tiến hành TN, quan sát hiện tƣợng thí TN, xác nhận tính đúng đắn của những dự đốn
- Giải thích hiện tƣợng TN, lập PTHH. - Kết luận về tính chất của chất nghiên cứu. - Vận dụng kiến thức
43
- Với các chất dễ gây bỏng, độc thì GV biểu diễn TN cho HS quan sát, nhận xét và kết luận.
- Với cách tổ chức này giúp HS nắm đƣợc kiến thức vững chắc và cả phƣơng pháp nhận thức đặc thù của hóa học đó là sự kết hợp chặt chẽ giữa phân tích, dự đốn lí thuyết với thực nghiệm hóa học.
Ví dụ 3: Sử dụng TN để tổ chức hoạt động nghiên cứu tính chất hóa học của kim loại
trong bài: “Tính chất hóa học của kim loại“ (lớp 9): Thí nghiệm phản ứng của kim loại với dung dịch muối
+ TNphản ứng của kẽm tác dụng với dung dịch đồng (II) sunfat Mục đích của TN: nghiên cứu tìm hiểu tính chất hóa học của kim loại
GV chuẩn bị và giới thiệu dụng cụ hóa chất cho thí nghiệm: một dây kẽm (hoặc đinh
sắt), dung dịch đồng (II) sunfat.
- Yêu cầu HS đọc cách tiến hành thí nghiệm: Cho một dây kẽm (hoặc đinh sắt) vào dung dịch đồng (II) sunfat
GV hƣớng dẫn HS:
+ Cách tiến hành thí nghiệm.
+ Cách quan sát hiện tƣợng xẩy ra trên dây kẽm (hoặc đinh sắt), mầu sắc của dung dịch đồng (II) sunfat.
+ Tổ chức cho HS làm TN theo nhóm.
HS làm TN, quan sát, nhận xét hiện tƣợng xảy ra:
- HS làm TN: Cho một dây kẽm (hoặc đinh sắt) vào dung dịch đồng (II) sunfat.
GV Tổ chức cho HS báo cáo, trình bày kết quả, mơ tả lại hiện tƣợng đã quan sát đƣợc. HS theo dõi, quan sát hiện tƣợng rút ra nhận xét:
44
+ Có chất mầu đỏ bám ngồi dây dây kẽm (hoặc đinh sắt). + Dây kẽm (hoặc đinh sắt) tan dần.
+ Mầu xanh của dung dịch đồng (II) sunfat nhạt dần.
GV dẫn dắt HS trả lời các câu hỏi giải thích hiện tƣợng:
+ Chất màu đỏ bám ngồi dây kẽm (hoặc đinh sắt) dự đốn là gì? + Tại sao dây kẽm (hoặc đinh sắt) lại tan dần?
+ Tại sao mầu xanh của dung dịch đồng (II) sunfat lại bị nhạt dần?
HS giải thích hiện tƣợng:
- Chất mầu đỏ bám ngoài dây dây kẽm (hoặc đinh sắt) là kim loại Cu.
- Kẽm (sắt) đã đẩy Cu ra khỏi dung dịch đồng (II) sunfat để tạo ZnSO4 (FeSO4) nên kẽm (sắt) đã bị tan dần, Cu bị đẩy khỏi dịch đồng (II) sunfat đã bám vào dây kẽm (hoặc đinh sắt)
- Dung dịch tạo thành là ZnSO4 (FeSO4) nên mầu xanh ban đầu của đồng (II) sunfat đã bị nhạt dần
GV Yêu cầu HS viết phƣơng trình hóa học của phản ứng xẩy ra
? So sánh độ hoạt động hóa học của kẽm (hoặc sắt) so với đồng.
HS So sánh độ hoạt động hóa học của kẽm (hoặc sắt) so với đồng.
+ Kẽm (sắt) hoạt động hóa học mạnh hơn Cu.
GV Vận dụng: HS viết PT phản ứng của kim loại Mg, Al, Zn... với dung dịch
CuSO4 hay AgNO3.
45
kim loại Mg, Al, Zn so với Cu, Ag
HS Vận dụng: HS viết PT phản ứng của kim loại Mg, Al, Zn... với dung dịch
CuSO4 hay AgNO3.
Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag
GV Yêu cầu HS rút ra kết luận về phản ứng của kim loại với dung dịch muối.
HS kết luận: kim loại hoạt động hóa học mạnh hơn có thể đẩy kim loại hoạt động hóa
học yếu hơn ra khỏi dung dịch muối, tạo thành muối mới và kim loại mới.
GV thông báo: Kim loại từ Mg trở đi trong dãy hoạt động, KL đứng trƣớc đẩy KL
đứng sau ra khỏi muối, còn đối với các KL tan trong nƣớc nhƣ K, Ba, Ca, Na thì sẽ xảy ra phản ứng với nƣớc trong dung dịch muối trƣớc rồi mới xảy ra phản ứng với muối ( điều kiện của pƣ sẽ học ở lớp trên) nên ta khơng thực hiện làm TN này.
Ví dụ 4: Sử dụng TN Cabon tác dụng với CuO để nghiên cứu tính chất hóa học
của cacbon (Bài 27: Cacbon – Hóa học 9).
Mục tiêu
- Tìm hiểu tính chất hóa học của cacbon.
- Quan sát thí nghiệm và giải thích hiện tƣợng xảy ra. - Viết PTPƢ, xác định vai trò các chất trong phản ứng.
Hoạt động của giáo viên và học sinh
GV: Nêu vấn đề: C có tác dụng đƣợc CuO khơng ? Nếu có thì phản ứng xảy ra nhƣ thế
nào? GV yêu cầu HS dự đoán hiện tƣợng xảy ra. Nêu hiện tƣợng xảy ra, dấu hiệu nhận biết đối với phản ứng trên?
HS: Lắng nghe, nắm đƣợc vấn đề, dự đốn:
46
+ Có phản ứng theo hƣớng:
a) C + CuO Cu CuO màu đen biến thành Cu màu đỏ.
b) C +CuOCO hoặc CO2Nếu là khí CO: khơng màu.
GV:Tiến hành TN cho C tác dụng CuO, yêu cầu HS quan sát hiện tƣợng, sản phẩm của
phản ứng.
HS:Quan sát và nêu hiện tƣợng: CuO bị khử thành Cu màu đỏ, có khí bay ra làm đục
nƣớc vôi trong. HS xác nhận dự đoán đúng: C tác dụng với CuO thành Cu và giải
phóng khí CO2.C+ 2CuO 2 Cu + CO2
CO2 +Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O
HS: Kết luận: C tác dụng với một số oxit kim loại trung bình, yếu.
GV:Mở rộng kiến thức: Ngồi CuO, C cịn tác dụng đƣợc với những oxit nào?
2.4.1.4. Sử dụng TN tổ chức hoạt động kiểm chứng tính chất hóa học của chất: GV Nêu vấn đề nghiên cứu.
- Cho HS dự đoán kiến thức mới, hiện tƣợng TN.
- Làm TN, nêu hiên tƣợng, so sánh với dự đoán ban đầu từ đó xác định dự đốn có đúng khơng.
- Kết luận. - Vận dụng.
Ví dụ 5: Tính chất hóa học của axit (Bài 3_Hóa học 9)
Mục đích của TN: Kiểm tra tính chất hóa học chung của axit:
47
HS nêu các tính chất hóa học chung của axit.
+ Làm đổi mầu chất chỉ thị + Tác dụng với kim loại + Tác dụng với bazơ + Tác dụng với oxit bazơ + Tác dụng với muối.
- Trong điều kiện TNGV đã chuẩn bị đƣợc:
+ Hóa chất: dung dịch HCl, Fe, H2SO4lỗng , Al, Cu(OH)2, Fe2O3; CaCO3; giấy quỳ tím.
+ Dụng cụ: ống nghiệm
GV Yêu cầu HS đề xuất các TNđể kiểm chứng tính chất hóa học chung của axit.
-HS đề xuất các thí nghiệm để kiểm chứng tính chất hóa học chung của axit. + Axit HCl làm đổi mầu quỳ tím.
+ Axit HCl, H2SO4lỗng tác dụng với Fe, Al. + Axit H2SO4loãng tác dụng với Cu(OH)2 + Axit HCl tác dụng với Fe2O3
+ Axit HCl tác dụng với CaCO3
GV yêu cầu HS dự đoán hiện tƣợng và viết các các phƣơng trình phản ứng xẩy ra. HS dự đoán hiện tƣợng và viết các các phƣơng trình phản ứng xẩy ra.
48
GV tổ chức cho HS làm TNtheo nhóm yêu cầu HS quan sát.
HS tiến hành làm TN, quan sát hóa chất trƣớc và sau phản ứng, so sánh với dự đoán,
giải thích hiện tƣợng xảy ra.
GV Từ các thí nghiệm trên kết luận lại tính chất hóa học của axit. HS Kết luận về tính chất hóa học của axit.
2.4.2. Sử dụng thí nghiệm của HS
2.4.2.1. TN của HS khi học bài mới
Xu hƣớng dạy học hiện nay là “hƣớng vào ngƣời học”. Vì vậy, thí nghiệm do HS tự làm khi nghiên cứu tài liệu mới đóng vai trị to lớn trong dạy học hóa học. Qua việc tiến hành thí nghiệm giúp HS hình thành hệ thống kiến thức mới, có cách tƣ duy hợp lí, rèn luyện óc độc lập suy nghĩ và làm việc, phát triển các kĩ năng, kĩ xảo thí nghiệm.
Yêu cầu: Để tổ chức cho HS thực hiện tốt các thí nghiệm khi học bài mới thì GV