8. Cấu trúc luận văn
3.1. Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
- Thực nghiệm sư phạm nhằm khẳng định mục đích nghiên cứu của đề tài là thiết thực, khả thi, đáp ứng được yêu cầu cung cấp các bài thực hành nguồn góp phần nâng cao khả năng thí nghiệm của học sinh THPT chuyên hóa đặc biệt là các em trong đội dự tuyển quốc gia, quốc tế.
- Xác định mức độ phù hợp, hiệu quả và tính khả thi của việc sử dụng một số bài thực hành đại cương vô cơ trong dạy thực nghiệm hoá cho học sinh đội tuyển quốc gia và đội dự tuyển quốc tế.
- Khẳng định được tính khoa học và hiệu quả của đề tài về phát triển năng lực sáng tạo cho HSG hóa.
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
Để đạt được những mục đích trên, thực nghiệm sư phạm triển khai những nội dung sau:
- Giáo viên chủ động tiến hành một số bài thực nghiệm trong các đề chuẩn bị ICho và các bài đề xuất.
- Dùng hệ thống các thực nghiệm đã xây dựng ở chương 2 để hướng dẫn các em trong đội dự tuyển Olympic quốc gia làm thử nghiệm .
- Thu nhận kết quả, phân tích và xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm. - So sánh kết quả của giáo viên và học sinh thu nhận trong cùng một bài - Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm để rút ra kết luận
3.2. Nội dung và phƣơng pháp thực nghiệm.
3.2.1. Nội dung thực nghiệm
- Điều tra và phân tích kết quả về đặc điểm của học sinh chuyên hóa.
- Tổ chức các buổi thực hành cho các em HS dự tuyển HSG quốc gia hóa năm học 2012- 2013.
- Kết hợp với cán bộ thực hành chuẩn bị dụng cụ, hoá chất. Phân tích mục đích yêu cầu và các lưu ý để các em tiến hành thực nghiệm.
- Thu nhận kết quả, hướng dẫn các em sử lý số liệu, đưa ra các câu hỏi và mở rộng liên quan đến bài thực hành.
- Đánh giá sự phù hợp về nội dung và mức độ của bài thực nghiệm trong giảng dạy hoá học ở các đối tương học sinh khác nhau.
- Đánh giá về hiệu quả của việc sử dụng hệ thống bài tập thực nghiệm. - Đánh giá sự phát triển năng lực sáng tạo của HS.
3.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Xây dựng nội dung và kế hoạch thực nghiệm.
- Tiến hành thực nghiệm theo nội dung và kế hoạch đã định. - Thu thập thông tin và xử lí số liệu thực nghiệm.
- Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm.
3.3. Tổ chức thực nghiệm
3.3.1. Đối tượng và phạm vi thực nghiệm
Lựa chọn địa bàn:
* Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm đối với học sịnh dự tuyển HSG quốc gia của trường Chuyên Thái Bình năm học 2012 - 2013. Nhưng do tính gấp rút của đề tài và các em trong đội tuyển sắp tham dự kì thi Olympic quốc gia nên không thể dành nhiều thời gian cho các em làm thực nghiệm được.
* Để khẳng định tính khả thi của đề tài ngoài việc áp dụng cho học sinh đội tuyển quốc gia các tỉnh, thành phố còn có thể áp dụng làm đề nguồn cho các em trong đội Olympic Việt Nam tham dự IChO 2013 và các năm tiếp theo.
Lựa chọn giáo viên:
* Giáo viên dạy đội tuyển, giáo viên phụ trách phòng thí nghiệm các trường THPT chuyên.
* Tiếp tục triển khai các bài thực nghiệm luận văn đề cập giáo viên dạy đội tuyển các trường chuyên trong đợt tập huấn tổ chức thường niên tại Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội và Đại học Sư phạm Hà Nội.
Lựa chọn học sinh: Đối tượng học sinh rất phong phú, có thể hướng dẫn các em học sinh giỏi hoá hoặc các em yêu thích môn hoá. Tuỳ vào đối tượng mà lựa chọn bài cho hợp lý hoặc cùng một bài mà yêu cầu ở các mức độ khác nhau, cụ thể:
* Học sinh các lớp chuyên hoá.
* Học sinh đội tuyển thi HSG quốc gia hoá của Trường THPT Chuyên Thái Bình năm 2012 - 2013.
* Học sịnh trong đội dự tuyển Olympic quốc tế.
3.3.2. Thực hiện thí nghiệm:
Chúng tôi trực tiếp làm thực nghiệm một số bài lấy kết quả, trực tiếp hướng dẫn học sinh làm một số bài trong Icho và bài đề xuất lấy kết quả đối chứng rút ra các lưu ý để cả thầy và trò tiến hành thí nghiệm đạt yêu cầu. Cụ thể tiến hành các thí nghiệm sau:
3.3.2.1. Bài 1 trong đề nguồn: Hằng số tốc độ phản ứng bậc 2 - Sự xà phòng hoá etyl axetat.:
* Mục đích thí nghiệm:
- Rèn kỹ năng chuẩn độ dung dịch.
- Xử lý số liệu thu được để tính hằng số tốc độ phản ứng bậc 2. * Chuẩn bị thí nghiệm:
- Giáo viên hướng dẫn học sinh chuẩn bị nội dung thí nghiệm trước (phần đề cập ở chương 2), phân tích, lưu ý từng thao tác thí nghiệm cho các em.
* Nội dung thí nghiệm:
- Cho vào bình nón có nút nhám 100ml dd NaOH 0.05M, đậy nút và để bình vào máy điều nhiệt ở nhiệt độ phòng (khoảng 20 - 300
C).
- Chuẩn bị một bình nón chứa 10ml dd HCl 0.05M và thêm vài giọt phenolphtalen, chuẩn độ bằng dd NaOH 0.05M phải dùng hết 10ml, nếu sai phải hiệu chỉnh lại nồng độ HCl cho đúng.
- Sau đó cho vào 6 bình nón (dung tích 100ml), mỗi bình 10ml dd HCl 0.05M (vừa hiệu chỉnh) và vài giọt phenolphtalein.
- Khi dung dịch NaOH 0.05M trong bình điều nhiệt ổn định thì cho vào 0.35ml etyl axetat (tính sao cho nồng độ khoảng 0.033M) lắc đều, bấm giờ và coi đó là thời gian bắt đầu phản ứng.
- Sau 2, 4, 6, 8, 10, 12 phút dùng pipet lấy nhanh 10ml hỗn hợp phản ứng trong bình nút nhám cho vào bình nón đã chứa sẵn 10ml dd HCl 0.05M lắc đều và chuẩn độ ngay (tránh sự thuỷ phân tiếp của este) bằng dd NaOH 0.05M.
- Đun hỗn hợp phản ứng còn lại cách thuỷ trong vòng 20 - 30 phút (nhớ lắp sinh hàn ngược) ở 70 - 800C để este thuỷ phân hết. Lấy 10ml dd này đem chuẩn độ như trên.
* Xử lý kết quả thí nghiệm:
- Kết quả tính toán lý thuyết hằng số tốc độ của phản ứng: k= 0.645(M-1ph-1) [25]. - Kết quả giáo viên làm:
2.303 ( ) 200 lg ( ) ( ) b a x k t a b a b x (*)
Tính k theo phương trình (*)ở mỗi giá trị t và rút ra k
STT Thời gian (phút) VNaOH 0.05M 2.303 t (a-x) (b-x) ( ) lg ( ) b a x a b x k 1 2 0.4 1.1515 9.6 6.2 9.42.10-3 0.638 2 4 0.8 0.5758 9.2 5.8 0.0199 0.674 3 6 1.1 0.3838 8.9 5.5 0.02857 0.645 4 8 1.4 0.2879 8.6 5.2 0.038 0.644 5 10 1.7 0.2303 8.3 4.9 0.0484 0.656 6 12 2.0 0.1919 8.0 4.6 0.0599 0.676 Giá trị 1 1 0.656( . ) k M ph , sai số 1.7% Kết quả tìm được của 6 học sinh
học sinh 1 2 3 4 5 6
k 0.845 0.763 0.697 0.608 0.572 0.581
* Nguyên nhân:
Nhìn chung sai số thí nghiệm của các em trong bài thực hành tương đối lớn do các nguyên nhân khách quan và chủ quan sau:
- Khách quan:
+ Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm không chuẩn + Hoá chất để lâu, độ tinh khiết không cao + Phòng thí nghiệm không có bể điều nhiệt. + Độ khó của bài thí nghiệm là nhanh, chính xác
- Chủ quan: Thao tác thí nghiệm của các em chưa tốt cụ thể + Lấy hoá chất từ bình phản ứng đem chuẩn độ
+ Xác định điểm tương đương
+ Đọc hoá chất trên các dụng cụ phân tích
3.3.2.2. Bài 5 trong đề nguồn: Tổng hợp vô cơ - điều chế natri thiosunfat:
* Mục đích:
- Các em nắm được quy trình điều chế một hợp chất vô cơ, làm quen và sử dụng các thiết bị thì nghiệm đi kèm.
* Chuẩn bị thí nghiệm
- Giáo viên chuẩn bị dụng cụ và các hoá chất cần thiết
- Yêu cầu học sinh chuẩn bị lý thuyết về bài thực hành trước khi thí nghiệm * Nội dung
- Cân khoảng 10g tinh thể Na2SO3.7H2O cho vào bình cầu, sau đó thêm một lượng nước xác định để được dung dịch bão hoà tại nhiệt độ đó.
- Cân khoảng 1.5g lưu huỳnh sau đó tẩm ướt bằng rượu etylic rồi đưa vào bình cầu (lượng S lấy dư hơn tính toán một chút).
- Thêm vào bình phản ứng khoảng 7ml rượu etylic 900.
- Lắp bình với ống sinh hàn, cho vài viên đá bọt rồi đun hồi lưu, vừa đun vừa lắc toàn bộ hệ thống cho đến khi dung dịch có phản ứng trung tính với giấy quỳ thì dừng.
- Để nguội, lọc bỏ phần S không tan bằng phễu lọc thường, phần dung dịch được thu vào cốc, đem cô dung dịch trên nồi cách thuỷ đến khi có váng tinh thể, để nguội rồi ngâm cốc vào nước đá cho Na2S2O3.5H2O kết tinh.
- Lọc hút tinh thể qua phễu lọc bunsne, lấy tinh thể đem làm khô ngoài không khí.
- Cân khối lượng sản phẩm thu được và tính hiệu suất.
- Kiểm tra sản phẩm bằng một số phản ứng định tính như phản ứng với: dd HCl 0.1M; dd KI3 0.03M.
* Kết quả thu được: Tính toán theo lý thuyết
2 2 3.5 2 9.84
Na S O H O
m g
Học sinh thu được:
Học sinh 1 2 3 4 5 6
msp (g) 8.36 8.13 6.95 7.86 9.01 7.35
H% 84.96 82.62 70.63 79.88 91.57 7.47
* Nguyên nhân
Kết quả mà các em thu được đạt hiệu suất tương đối cao nhưng có lẽ không phải là natri thiosunfat tinh khiết. Nguyên nhân dẫn đến các kết qủa trên do:
- Khách quan:
+ Phòng thí nghiệm phổ thông không có phễu lọc hút chân không mà chỉ sử dụng phương pháp lọc hút dòng nước, không có tủ sấy hoá chất nên tinh thể kết tinh chứa nhiều nước.
+ Hoá chất không đảm bảo độ tinh khiết hoá học vì để lâu. + Sản phẩm vẫn chứa một lượng Na2SO3 dư
- Chủ quan:
+ Lưu huỳnh không tan trong nước, khi đun lượng ancol bay hơi và các em lắc không đều hạn chế sự tiếp xúc của hai chất tham gia phản ứng.
+ Nhiệt độ tiến hành phản ứng không đều
+ Thao tác kết tinh của các em chưa tốt làm thất thoát hoá chất
3.3.3. Thực hiện kiểm tra đánh giá
- So sánh kết quả với học sinh. - Kết luận thực nghiệm.
3.4. Kết quả thực nghiệm. Xử lý và đánh giá số liệu thực nghiệm
Phân tích kết quả thực nghiệm.
Dựa trên các kết quả thực nghiệm sư phạm và thông qua việc xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm thu được, chúng tôi nhận thấy trình độ thí nghiệm của các em chưa cao, các em còn rất lóng ngóng với các thao tác thí nghiệm rất đơn giản. Do hạn chế về dụng cụ thí nghiệm và thời gian nên chúng tôi chưa thể thực hiện được các bài thực nghiệm khó. Chúng tôi sẽ tiến hành trong đợt chuẩn bị cho đội dự tuyển Olympic hoá học quốc tế rồi bổ xung vào đề tài của mình hoặc phát triển hơn nữa.
Như vậy, chúng tôi đã cho các em tiếp cận với một số bài thực nghiệm với thao tác tương đối đơn giản. Giúp các em rèn luyên kĩ năng thực hành và chuẩn bị tốt hơn cho kì thi chọn họ sinh giỏi quốc gia đặc biệt là trong buổi thi thực hành sắp tới.
Kết quả khảo sát trên cho thấy mặc dù thời gian triển khai giảng dạy thực nghiệm chưa dài song với hệ thống bài thực nghiệm được xây dựng và biện pháp sử dụng hợp lí đã tạo nên sự hứng thú cho học sinh trong quá trình học tập, góp phần phát triển được năng lực sáng tạo cho HS chuyên.
Tiểu kết chƣơng 3
Sau quá trình triển khai chúng tôi đã đạt được mục đích yêu cầu, hoàn thành nhiệm vụ đặt ra, tổ chức thực nghiệm sư phạm theo đúng kế hoạch:
- Đã tiến hành thực nghiệm tại khoa Hóa - trường ĐHKHTN - ĐHQGHN và thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Chuyên Thái Bình.
- Đã sử dụng một số bài thực nghiệm đề cập ở chương 2 để tự nghiên cứu và hướng dẫn các em trong đội dự tuyển HSG Quốc gia hoá trường THPT Chuyên Thái Bình.
- Chúng tôi đã thu nhận kết quả, đánh giá, phân tích các nguyên nhân dẫn đến kết quả đạt được từ đó đưa ra nhận xét về khả năng của các em thông qua kết quả các bài thực nghiệm.
- Kết quả thực nghiệm được xử lí một cách chính xác khoa học, những kết luận rút ra từ việc đánh giá cho thấy kết quả TN sư phạm đã xác nhận giả thuyết khoa học và tính khả thi của đề tài.
KẾT LUẬN CHUNG
Sau một quá trình nghiên cứu, triển khai thực hiện đề tài " Xây dựng hệ thống những bài thực nghiệm phần hoá đại cương vô cơ huấn luyện học sinh giỏi cấp
quốc gia, quốc tế " đối chiếu với mục đích, nhiệm vụ của đề tài, chúng tôi đã đạt được
kết quả chính sau:
1. Đưa ra tổng quan các vấn đề lí luận và thực tiễn về công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, thực trạng của thí nghiệm thực hành trong dạy học hóa học của chương trình trung học phổ thông cơ bản, nâng cao và trung học phổ thông chuyên, trong các kì thi học sinh giỏi cấp quốc gia ở nước ta hiện nay.
2. Trên cơ sở nghiên cứu và phân tích nội dung chương trình, kiến thức hóa học chuyên, các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, cấp khu vực, cấp quốc gia phần hóa đại cương vô cơ và các bài thực hành hóa đại cương vô cơ trong các bài chuẩn bị và các đề thi thực hành Olympic Hóa học quốc tế qua các năm đã xây dựng được sáu bài thí nghiệm thực hành hóa đại cương vô cơ về nghiên cứu tốc độ phản ứng, cân bằng hoá học và tổng hợp đại cương vô cơ,... Đề xuất hệ thống câu hỏi, thang điểm đánh giá phù hợp với từng mức độ của các kì thi học sinh giỏi quốc gia và Olympic hóa học quốc tế. Mỗi bài bao gồm các phần:
- Cơ sở lý thuyết
- Mục đích, yêu cầu của thí nghiệm. - Hóa chất.
- Dụng cụ
- Qui trình thực hiện
- Một số lưu ý để thí nghiệm thực hiện thành công. - Xử lý kết quả thực nghiệm
- Câu hỏi kiểm tra và mở rộng
3. Làm thực nghiệm, đánh giá và đề xuất thang điểm đánh giá.
4. Làm thực nghiệm sư phạm, kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của các bài thực hành, xử lý kết quả thu được. Đánh giá lại và điều chỉnh thang điểm đánh giá.
5. Làm tài liệu tham khảo bổ ích cho giáo viên tham gia ôn luyện học sinh giỏi và các em học sinh tham gia các kì thi học sinh giỏi quốc gia, quốc tế; các em học sinh yêu thích môn hóa học.
6. Làm đề nguồn để xây dựng các bài thi thực hành khác nhau từ hệ thống câu hỏi phong phú cho kỳ thi học sinh giỏi hóa học quốc gia hoặc kì thi học sinh giỏi hóa học cấp khu vực,... Vì từ năm học 2012 - 2013, Bộ GD&ĐT đã đưa thêm phần thi thực hành vào kì thi học sinh giỏi Quốc Gia các môn Hóa học, Vật Lý, Sinh học,…
Với mong muốn và khát khao to lớn nhưng kinh nghiệm còn hạn chế, thời gian nghiên cứu chưa được dài, nên chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót, chúng tôi rất mong muốn nhận được sự đóng góp của các thầy cô giáo, các bạn đồng nghiệp để xây dựng hoàn thiện đề tài này, nhằm đóng góp một phần nhỏ cho phương pháp dạy và học môn hóa tại các trường PTTH chuyên.
TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Tiếng Việt
1. Nguyễn Duy Ái ( 2005), Một số phản ứng trong hóa học vô cơ - NXB Giáo dục. 2. Nguyễn Duy Ái- Nguyễn Tinh Dung-Trần Thành Huế-Trần Quốc Sơn-Nguyễn Văn
Tòng, (1999), Một số vấn đề chọn lọc hóa học tập 1, NXB Giáo dục.
3. Nguyễn Duy Ái - Đào Hữu Vinh, Tài liệu giáo khoa chuyên Hóa học THPT bài