BÀI 49: TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG (tiết 1)
3. Kế hoạch thực hiện dự án
2.3.3. Biện pháp 3: Thiết kế và sử dụng bài tập có nội dung thực tiễn theo lí thuyết kiến tạo
2.3.3.1. Mục tiêu
- Góp phần phát triển NL TH cho HS: Giúp HS thu thập thông tin qua các bối cảnh TT rất thiết thực, gần gũi; giỳp HS hiểu rừ hơn cỏc vấn đề khoa học húa học cơ bản, tự lực xây dựng kiến thức. Qua đó nâng cao được hứng thú học tập, niềm đam mê tìm tòi, khám phá để mở rộng kiến thức ở HS.
- Góp phần phát triển NL VDKTHH vào TT cho HS: Giúp HS vận dụng kiến thức thể hiện qua các bối cảnh và nội dung câu hỏi đều xoay quanh các tình huống TT và việc giải quyết các tình huống TT đó.
2.3.3.2. Quy trình thiết kế bài tập có nội dung thực tiễn (1) Xác định mục tiêu giáo dục của đơn vị kiến thức
Đơn vị kiến thức lựa chọn khi thiết kế bài tập có nội dung TT cần thực hiện được mục tiêu giáo dục của môn Hóa học ở trường THPT nói chung và mục tiêu phát triển NL TH và NL VDKTHH vào TT nói riêng.
(2) Lựa chọn đơn vị kiến thức
Với định hướng đổi mới trong kiểm tra ĐG môn Hóa học ở trường THPT, những đơn vị kiến thức cần lựa chọn phải khoa học, chính xác, hiện đại, không chỉ có ý nghĩa về mặt hóa học mà còn gắn liền với TT, với đời sống của cá nhân và cộng đồng (như: mưa axit, ô nhiễm môi trường không khí, vệ sinh an toàn thực phẩm, sử dụng vật liệu, tiết kiệm năng lượng, ...). Bên cạnh đó, các đơn vị kiến thức không nên quá khó, làm mất đi bản chất hóa học, nên chú ý các bài tập liên môn.
(3) Thiết kế bài tập theo mục tiêu đã chọn
- Định hướng: Cấu trúc bài tập có nội dung TT gồm 2 phần: Bối cảnh TT và các câu hỏi (có thể đặt tên cho bối cảnh).
Có hai hướng để thiết kế bài tập:
+ Từ mục tiêu về kiến thức, KN, thái độ trong chuẩn kiến thức, KN môn Hóa học, tìm các bối cảnh TT phù hợp để ĐG được các mục tiêu trên.
+ Ngược lại, từ các bối cảnh TT gặp trong cuộc sống, trong sách báo,… xác định các kiến thức, KN, thái độ cần đạt được qua bối cảnh đó.
- Cách thực hiện: Từ các bài tập hóa học và các bài tập có tình huống TT đã có, cũng như các ý tưởng, nội dung kiến thức hóa học, thiết kế hệ thống bài tập hóa học theo các cách như:
+ Xây dựng các bài tập tương tự các bài tập đã có: Khi một bài tập có nhiều tác dụng đối với HS, ta có thể dựa vào bài tập đó để tạo ra những bài tập khác tương tự theo các cách như:
Giữ nguyên bối cảnh, thay đổi các số liệu và nội dung câu hỏi.
Chọn những chi tiết hay ở các bài tập khác nhau để phối hợp lại thành bài mới theo mục tiêu đã định.
+ Xây dựng bài tập hoàn toàn mới:
Dựa vào tính chất hóa học và các quy luật tương tác giữa các chất để đặt ra bài tập mới.
Lấy những ý tưởng, những tình huống TT hay và quan trọng ở nhiều bài, thay đổi nội dung, cách hỏi, số liệu.... để tạo thành bài mới.
Lấy bối cảnh TT, tạo các câu hỏi toàn toàn mới cho bối cảnh đó.
(4) Kiểm tra thử
Thử nghiệm áp dụng bài tập Hóa học đã thiết kế trên đối tượng học sinh thực nghiệm để kiểm tra hệ thống bài tập đã thiết kế về tính chính xác, khoa học, thực tế của kiến thức Hóa học, Toán học cũng như độ khó, tính ưu việt, ...cũng như tính khả thi, khả năng áp dụng của bài tập.
(5) Chỉnh sửa
Thay đổi, chỉnh sửa nội dung, số liệu, tình huống ... trong bài tập sau khi đã cho kiểm tra thử sao cho hệ thống bài tập có tính chính xác, khoa học về mặt kiến thức, KN, có giá trị về mặt thực tế và phù hợp với đối tượng học sinh, với mục tiêu kiểm tra - ĐG, mục tiêu giáo dục của môn Hóa học ở trường THPT.
2.3.3.3. Một số dạng bài tập có nội dung thực tiễn theo lí thuyết kiến tạo Chúng tôi đề xuất một số dạng bài tập có nội dung thực tiễn theo LTKT:
- Bài tập yêu cầu HS khai thác thông tin TT (từ một đoạn văn bản; từ tranh ảnh, mô hình; từ đoạn video clip… ) để xây dựng kiến thức mới.
- Bài tập yêu cầu HS vận dụng kiến thức để: Giải thích được một số vấn đề TT; sử dụng, bảo quản, loại bỏ đồ dùng, vật chất… một cách khoa học hướng đến mục tiêu an toàn, tiết kiệm và hiệu quả.
Trong số 20 bài tập có nội dung thực tiễn đã được thiết kế, mỗi bài đều yêu cầu HS thực hiện cả hai ý trên.
2.3.3.4. Sử dụng bài tập có nội dung thực tiễn
(1) Những lưu ý khi sử dụng bài tập có nội dung thực tiễn trong dạy học Mặc dù những bài tập có nội dung TT không phải quá khó với HS nhưng lại tương đối mới về nội dung câu hỏi, cách hỏi, cách trả lời, không đòi hỏi HS phải có kiến thức thật sâu về mặt hóa học nhưng phải nắm chắc kiến thức, vận dụng linh hoạt, có hiểu biết và kinh nghiệm về những vấn đề liên quan trong đời sống, khoa học, công nghệ và có khả năng đọc hiểu văn bản, … Như vậy để tiến hành đưa
những bài tập có nội dung TT vào dạy học một cách hiệu quả đòi hỏi GV cũng phải thay đổi PPDH, cách ĐG,… giúp HS liên hệ TT hoặc định hướng cho HS TH, tự tìm hiểu, mở rộng hiểu biết từ những kiến thức hóa học có liên quan.
(2) Sử dụng trong các bài dạy trên lớp
Trong các tiết học theo LTKT, GV có thể linh hoạt nhiều PP khác nhau để sử dụng kết hợp các nội dung TT trong khi:
Hình thành kiến thức mới:
+ Các câu hỏi, bài tập có nội dung TT giúp HS liên tưởng dễ dàng hơn đến các kiến thức khoa học qua đó giúp chúng tự lực kiến tạo kiến thức.
+ Các bài tập có nội dung TT là nguồn kiến thức để HS tìm tòi, phát triển kiến thức, KN và rèn luyện KN GQVĐ học tập, nâng cao hứng thú học tập bộ môn.
+ Sử dụng bài tập để GV phát hiện sai lầm của HS trong quá trình học tập, HS học qua sai lầm để kiến tạo tri thức mới.
+ Các bài tập có nội dung TT mô phỏng một số tình huống TT để HS vận dụng kiến thức vào GQVĐ của TT đặt ra.
Ví dụ 17.
Mưa axit được phát hiện ra đầu tiên năm 1952 nhưng đến những năm 1960 thì các nhà khoa học mới bắt đầu quan sát và nghiên cứu về hiện tượng này. Thuật ngữ “mưa axit” được đặt ra bởi Robert Angus Smith vào năm 1972. Em hãy quan sát hình vẽ mô tả sự tạo thành mưa axit và giải thích nguyên nhân xuất hiện hiện tượng “mưa axit”. Nêu các tác hại của “mưa axit”.
Sự tạo thành mưa axit Hướng dẫn trả lời
- Nguyên nhân: Do trong không khí có chứa các chất độc hại, gây ô nhiễm môi trường như SO2, NOx. Chúng được sinh ra do quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (giao thông, nhà máy công nghiệp). Gặp hơi nước trong không khí, chúng chuyển thành các axit:
2SO2 + O2 + 2H2O 2H2SO4
3NO2 + H2O 2HNO3 + NO 2NO + O2 2NO2
Khi trời mưa hoặc có tuyết, chúng theo nước mưa, tuyết quay trở lại mặt đất.
- Tác hại: tàn phá rừng, các công trình kiến trúc bằng đá (thành phần chính là CaCO3), đất đai trồng trọt.
CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + CO2↑ + H2O CaCO3 + 2HNO3 Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O
Ngày nay hiện tượng mưa axit và những tác hại của nó đã gây nên những hậu quả nghiêm trọng, đặc biệt là ở những nước công nghiệp phát triển. Vấn đề ô nhiễm môi trường luôn được cả thế giới quan tâm. Việt Nam chúng ta đang rất chú trọng đến vấn đề này. Do vậy mà GV phải hướng dẫn HS tìm hiểu về hiện tượng mưa axit cũng như tác hại của nó nhằm nâng cao ý thức bảo vệ môi trường của HS.
Củng cố bài học: Các câu hỏi, bài tập có nội dung TT giúp HS vận dụng các kiến thức vừa học để giải quyết các vấn đề TT có liên quan đến hóa học.
Ví dụ 18. TỔNG HỢP AMONIAC
Vấn đề an ninh lương thực phụ thuộc vào PP canh tác. Hàng năm mùa màng lấy đi khỏi đất nhiều nguyên tố quan trọng như N, P, K và các nguyên tố vi lượng khác. Người ta phải bón phân để bổ sung các nguyên tố dinh dưỡng cho cây trồng. Phân đạm được sản xuất bắt đầu từ quá trình tổng hợp amoniac. Một trong những PP hiện đại để tổng hợp NH3
là đi từ H2 và N2 với bột Fe là chất xúc tác, do F.Haber đề ra năm 1904, được tặng giải thưởng Nobel năm 1919. Công nghệ sản xuất này được thể hiện qua sơ đồ sau:
Hình 2.4. Sơ đồ thiết bị tổng hợp NH3
PƯ hóa học xảy ra được thể hiện qua phương trình sau:
N2(g) + 3H2(g) ơ →bot Fe 2NH3(g); ∆H = -92 kJ mol-1
Các thông số kĩ thuật được sử dụng trong công nghiệp là 500oC và 200 atm, cho khoảng 15% nguyên liệu chuyển hoá thành amoniac tại thời điểm cân bằng.
a. Hãy giải thích ảnh hưởng của bột sắt tới tốc độ tạo thành sản phẩm và lượng amoniac trong hỗn hợp khí thu được tại thời điểm cân bằng.
b. Vai trò của tháp làm lạnh trong quy trình tổng hợp NH3? Hướng dẫn trả lời
a. Bột sắt là chất xúc tác, có tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng tức là tăng tốc độ tạo thành amoniac, không làm cân băng chuyển dịch nên không gây ảnh hưởng tới nồng độ amoniac tại điểm cân bằng.
b. Tách NH3 khỏi hỗn hợp khí, là một mắt xích trong chu trình điều chế NH3
nhằm tận dụng nguồn nguyên liệu.
(3) Sử dụng trong kiểm tra, đánh giá
Trong quá trình dạy học, kiểm tra, ĐG kết quả học tập của HS là một khâu quan trọng. Nó cung cấp những thông tin phản hồi, giúp kịp thời điều chỉnh việc dạy của GV và quá trình học của HS. Vì vậy, các bài tập nội dung TT sử dụng trong khi kiểm tra, ĐG cần được lựa chọn về số lượng, độ khó của câu hỏi để phù hợp với trình độ, khả năng của HS để qua đó ĐG được NL TH và NL VDKTHH vào TT của HS.
(4) Sử dụng khi học sinh tự học ngoài giờ học chính khóa
GV giao bài tập cho HS thực hiện ở nhà. Những bài tập có nội dung TT sẽ chứa nội dung kiến thức yêu cầu HS tự đọc thêm, tư duy vận dụng kiến thức qua đó phát triển NL TH và NL VDKTHH vào TT của HS.
2.4. XÂY DỰNG BỘ CÔNG CỤ ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC TỰ HỌC VÀ