Cụ thể là tăng cường sử dụng thí nghiệm hóa học, các phương tiện trực quan, phương tiện kĩ thuật hiện đại trong dạy học hóa học để phát huy tính tích cực học tập của học sinh giúp cho qu
Trang 1DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG SKKN
Trang 2BÁO CÁO SÁNG KIẾN
Tên đề tài: Ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry theo
mô hình 5E nhằm phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh lớp 10
I ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN
Điều 2 Luật Giáo dục 2019 (có hiệu lực từ 01/07/2020) quy định về mục tiêu giáo dục, cụ thể như sau: Mục tiêu giáo dục nhằm phát triển toàn diện con người Việt Nam có đạo đức, tri thức, văn hóa, sức khỏe, thẩm mỹ và nghề nghiệp; có phẩm chất, năng lực và ý thức công dân; có lòng yêu nước, tinh thần dân tộc, trung thành với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội; phát huy tiềm năng, khả năng sáng tạo của mỗi cá nhân; nâng cao dân trí, phát triển nguồn nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp xây dựng, bảo vệ Tổ quốc và hội nhập quốc tế Trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể (Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT) nêu rõ mục tiêu của môn Hoá học là hình thành, phát triển ở học sinh năng lực (NL) hoá học (nhận thức hoá học, tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hoá học, vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học) Năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học (NLTHTN) là một trong những NL chuyên biệt quan trọng ở môn Hóa học giúp HS có thể tồn tại, phát triển và hội nhập trong xã hội hiện đại cũng như giúp HS giải quyết được nhiều vấn đề TT nảy sinh trong cuộc sống
Để góp phần phát triển NL cho học sinh, trong dạy học Hóa học, việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tổ chức các hoạt động tích cực, tự lực, tìm tòi, xây dựng kiến thức, hình thành và phát triển NL cho HS đã và đang được triển khai mạnh mẽ Một trong những phương pháp dạy học được sử dụng để phát triển NL cho HS là dạy học theo mô hình 5E Với phương pháp dạy học này, HS được học tập thông qua việc sử dụng các phương pháp, thái
độ và kĩ năng tương tự như các nhà khoa học thực hiện nghiên cứu khoa học
Mô hình 5E hướng dẫn HS học tập khám phá dựa trên lí thuyết kiến tạo theo 5 pha là hình thành động cơ học tập, khám phá, giải thích, vận dụng và đánh giá, là một trong những chu trình học tập có hiệu quả dành cho các môn khoa học, trong phòng thí nghiệm thực hành hoặc các hoạt động thảo luận tương tác Hóa học (HH) là một môn khoa học vừa có tính lí thuyết vừa có tính thực nghiệm Hóa học liên hệ mật thiết với thực tiễn (TT) và có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống Trong dạy học việc giúp HS tìm hiểu thế
Trang 3giới tự nhiên sẽ phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS đồng thời gây hứng thú tìm tòi kiến thức và rèn luyện nhiều đức tính, phẩm chất quý báu cho HS Thí nghiệm hóa học (TNHH) không chỉ cung cấp cho HS kiến thức mà còn chỉ ra cho HS con đường giành lấy kiến thức đồng thời lôi cuốn HS say mê tìm tòi, phát hiện kiến thức để có thể khám phá, giải thích được nhiều hiện tượng trong cuộc sống Cho nên, một trong những định hướng đổi mới dạy học hóa học là: khai thác đặc thù môn hóa học, tạo ra các hình thức hoạt động đa dạng, phong phú cho học sinh trong tiết học Cụ thể là tăng cường sử dụng thí nghiệm hóa học, các phương tiện trực quan, phương tiện kĩ thuật hiện đại trong dạy học hóa học để phát huy tính tích cực học tập của học sinh giúp cho quá trình khám phá, lĩnh hội tri thức khoa học của học sinh trở nên sinh động và hiệu quả hơn Tuy nhiên, hiện nay, qua tìm hiểu thực tế ở các trường THPT, đặc biệt là các trường ở khu vực nông thôn, việc sử dụng TNHH còn gặp nhiều khó khăn do cơ sở vật chất chưa đầy đủ, chưa có nhân viên phòng thí nghiệm, giáo viên mất nhiều thời gian công sức cho việc chuẩn bị hóa chất, một số ít giáo viên chưa có thói quen sử dụng phương tiện dạy học, tình trạng “dạy chay, học chay” vẫn còn tồn tại, học sinh quen với lối học thụ động nên hiệu quả dạy học chưa cao Hơn nữa, cách thức sử dụng thí nghiệm hóa học cũng chưa có nhiều đổi mới, chủ yếu để minh họa cho kiến thức chứ chưa khai thác theo hướng dạy học tích cực để kích thích tư duy, phát triển khả năng tìm tòi, sáng tạo cho học sinh
Trong thời điểm bị ảnh hưởng của dịch bệnh Covid-19 kéo dài, thí nghiệm ảo là hình thức thí nghiệm phù hợp với dạy học online để HS thực hiện được hoạt động khám phá, kiến tạo kiến thức Một phần mềm chuyên dụng để thiết kế thí nghiệm ảo cho hình ảnh tương đối rõ nét, phong phú và dễ sử dụng,
có đồ thị 3D biểu diễn cụ thể cho quá trình phản ứng là phần mềm Crocodile
Chemistry Từ nhũng vấn đề trên, chúng tôi chọn đề tài:“Ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry theo mô hình 5E nhằm phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh lớp 10”
II MÔ TẢ GIẢI PHÁP
1 Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến
Hoá học là một môn khoa học thực nghiệm Do đó, các thí nghiệm giữ vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu, nhiệm vụ dạy học hoá học ở trường phổ thông
Trang 4Mặt khác, hoá học còn có mối liên hệ mật thiết với thực tiễn đời sống con người Vì vậy, việc gắn kết thí nghiệm hoá học với vấn đề thực tiễn trong đời sống sẽ tạo niềm tin khoa học, kích thích học sinh tim hiểu khám phá, vận dụng sáng tạo các kiến thức hoá học để phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất, đặc biệt năng lực tìm hiểu tự nhiên
Nhưng trong thực tế giảng dạy việc kết hợp thí nghiệm thực hành trong thực hiện đổi mới PPDH và KTĐG còn một số hạn chế:
Thứ nhất, vấn đề đổi mới PPDH và KTĐG: nhiều GV chưa thực sự đổi
mới phương pháp, vẫn còn truyền thụ kiến thức kỹ năng kiểu “đọc chép”, HS thụ động lĩnh hội kiến thức, ít cơ hội rèn kỹ năng thực hành làm hạn chế việc phát triển năng lực của bản thân Cách kiểm tra đánh giá vẫn theo truyền thống, chủ yếu qua các bài kiểm tra dẫn đến kết quả đánh giá chưa toàn diện
Thứ hai, thực trạng dạy và học thực hành môn Hóa học ở trường THPT:
một số đơn vị thiếu phòng thực hành bộ môn Hóa chất thường có hạn sử dụng
12 đến 24 tháng nên vấn đề chi ngân sách đầu tư mua bổ sung thiết bị hóa chất hàng năm và thanh lý hóa chất hết hạn đều cần các trường cân nhắc tính toán bởi số tiền không chỉ là vài triệu mà có thể lên đến cả trăm triệu đồng trên một năm Hơn nữa khi tiến hành các thí nghiệm sẽ thải hóa chất ra môi trường gây
ô nhiễm; đặc biệt khi tiến hành các thí nghiệm độc hại, gây cháy nổ sẽ gây nguy hiểm đến sức khỏe và tính mạng con người
Thứ ba, Dịch CoVid – 19 gắn với việc dạy học trực tuyến nên việc dạy
học thực hành gặp rất nhiều khó khăn, giáo viên thường cho HS xem video thí nghiệm trên các trang mạng chuyên ngành, nếu có thì GV làm thí ghiệm và quay video lại để HS quan sát Hệ quả tất yếu là HS thiếu kĩ năng, thiếu niềm tin khoa học
Nhận thấy những hạn chế trên, nhóm tác giả đã kết hợp cùng nhóm
chuyên môn của trường THPT Trần Văn Lan phát triển đề tài “Ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry theo mô hình 5E nhằm phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh lớp 10” tiến tới mở rộng cho cả
khối 11 và 12 Thực tế năm học 2019 – 2020 trường THPT Trần Văn Lan đã
áp dụng hiệu quả trong đợt dịch CoVid – 19 đầu năm 2020 Đến năm học 2020 – 2021, trường THPT Trần Văn Lan tiếp tục thực hiện, các trường THPT Quất Lâm huyện Giao Thủy, THPT Mỹ Lộc huyện Mỹ Lộc, THPT Ninh Bình - Bạc Liêu tỉnh Ninh Bình thực nghiệm giảng dạy
Trang 5Quá trình áp dụng đạt hiệu quả cao khắc phục phần nào các hạn chế trên
(có giấy xác nhận của các đơn vị áp dụng sáng kiến kinh nghiệm - kèm theo)
2.1.Tóm tắt nội dung giải pháp và làm rõ tính mới
Các nội dung cơ bản được đưa ra là:
- Nghiên cứu lí luận chung về các vấn đề
+ Mô hình 5E
+ Thí nghiệm ảo và phần mềm Crocodile Chemistry
+ Năng lực và năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học
- Hướng dẫn các bước để GV và HS tự thiết kế các thí nghiệm thực hành
(hướng dẫn chi tiết thiết kế 20 thí nghiệm thực hành Hóa học 10)
- Thiết kế 2 kế hoạch bài học minh họa
- Kết quả thực nghiệm sư phạm
Điểm mới – sáng tạo của giải pháp:
- Chưa có đề tài nghiên cứu, SKKN được công bố giống hoặc gần giống với đề tài của SKKN
- Kết hợp sáng tạo việc HS tự thiết kế và tiến hành thí nghiệm trên
phần mềm Crocodile Chemistry trong quá trình dạy học theo mô hình dạy học 5E thay cho việc học sinh phải quan sát các thí nghiệm trên video hoặc GV làm minh họa, nhằm phát triển toàn diện năng lực người học, đặc biệt là năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ Hóa học
- Phần mềm Crocodile Chemistry có dung lượng nhỏ, dễ cài đặt vào máy tính, giao diện rõ ràng, dễ sử dụng, phí bản quyền nhỏ (có thể dùng bản miễn phí) phù hợp với cơ sở vật chất của nhà trường, giảm bớt ngân sách đầu
tư mua và thanh lý dụng cụ, hóa chất phục vụ công tác thí nghiệm thực hành
bộ môn Hóa học Đặc biệt an toàn khi tiến hành các thí nghiệm độc hại nguy hiểm, không gây ô nhiễm môi trường
- Sáng kiến cũng đề xuất đổi mới kiểm tra đánh giá thông qua bảng tiêu chí đánh giá NLTHTN học sinh, góp phần phát triển toàn diện năng lực người học
- Đặc biệt, trong thời điểm dịch bệnh CoVid – 19 các nhà trường tổ chức phương thức dạy và học trực tuyến, GV và HS không thể làm thí nghiệm trực tiếp đươc vì vậy giải pháp ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry theo mô hình 5E là một trong những giải pháp thiết thực và hiệu
Trang 6quả để nâng cao chất lượng bộ môn Hóa nói riêng và chất lượng giáo dục chung của nhà trường
2.2 Nội dung giải pháp
Nội dung 1: TỔNG QUAN LÍ THUYẾT
a Mô hình dạy 5E
5E là mô hình trong đó HS học tập khám phá dựa trên lí thuyết kiến tạo theo
5 pha là hình thành động cơ học tập, khám phá, giải thích, vận dụng và đánh giá Đây là một trong những chu trình học tập có hiệu quả dành cho các môn khoa học, trong phòng thí nghiệm thực hành hoặc các hoạt động thảo luận tương tác
Cụ thể 5 giai đoạn của mô hình này như sau::
Giai đoạn 1: Gắn kết/hình thành động cơ học tập (Engage)
Mục đích của giai đoạn này là để khơi gợi sự tò mò, quan tâm và khuyến khích HS tham gia vào bài học GV nên thực hiện kết nối chủ đề học hoặc khái niệm phù hợp với trình độ và hoạt động nhận thức của HS HS tham gia hoạt động sẽ tạo ra mối liên hệ giữa kinh nghiệm học tập trong quá khứ, hiện tại, thiết lập nền tảng tổ chức cho các hoạt động sắp tới
Giai đoạn 2: Khám phá (Explore)
HS đặt câu hỏi, đưa ra các dự đoán, phát triển các giả thuyết để tích cực khám phá khái niệm mới Giai đoạn này cho phép HS học theo cách thực hành, làm việc nhóm, giao tiếp và trực tiếp khám phá, thao tác trên giáo cụ, học liệu
để kiểm tra các giả thuyết họ đưa ra GV hướng dẫn, dẫn dắt HS thông qua những câu hỏi, các phương tiện dạy học, học liệu cung cấp những kiến thức cơ bản, nền tảng
Giai đoạn 3: Giải thích (Explain)
Mục đích của giai đoạn này là tạo cơ hội để HS mô tả, trình bày, phân tích trải nghiệm hoặc bản thu hoạch, kết quả quan sát trong giai đoạn khám phá
GV hướng dẫn giúp HS tổng hợp kiến thức mới, và đặt câu hỏi nếu HS cần làm rõ thêm vấn đề, bổ sung, chính xác hóa kiến thức thức cho HS
Giai đoạn 4: Áp dụng (Elaborate)
Giai đoạn này tập trung vào việc tạo cơ hội, không gian, hoạt động cho HS
áp dụng những gì đã học được GV giúp HS thực hành và vận dụng các kiến thức đã học được ở giai đoạn Giải thích, làm sâu sắc hơn các hiểu biết, khéo léo hơn các kĩ năng, và có thể áp dụng được trong những tình huống và hoàn cảnh đa dạng khác nhau Điều này giúp các kiến thức trở nên sâu sắc hơn
Trang 7GV có thể yêu cầu HS trình bày chi tiết hoặc tiến hành khảo sát bổ sung để củng cố các kĩ năng mới Giai đoạn này cũng nhằm giúp HS củng cố kiến thức trước khi được đánh giá thông qua các bài kiểm tra
Giai đoạn 5: Đánh giá (Evaluate)
Chữ “E” là giai đoạn GV xác định xem người học có đạt được sự hiểu biết
về các khái niệm và kiến thức hay không Có 2 loại hình đánh giá (thông qua bài kiểm tra hoặc thông qua các câu hỏi, trao đổi thảo luận) GV có thể sử dụng 1 hoặc cả 2 hình thức này để đánh giá quá trình nhận thức và khả năng của từng HS, từ đó đưa ra các phương hướng điều chỉnh và hỗ trợ phù hợp, giúp HS đạt được các mục tiêu bài học Giai đoạn đánh giá có thể thực hiện cuối hoặc lồng ghép trong quá trình thực hiện các giai đoạn trên
* Ưu điểm của phương pháp dạy học theo mô hình 5E
Dạy học theo mô hình 5E có nhiều ưu điểm mà các phương pháp dạy học tích cực và phương pháp truyền thống ít có được, như là
- Người học là trung tâm của hoạt động học
- Mô hình 5E tăng cường tính tích cực, chủ động, phát huy tínhđộc lập, sáng tạo của mỗi cá nhân HS trong quá trình học tập Qua đó, phát triển kích thích lòng đam mê học tập của HS, là động lực của quá trình học tập
- Thông qua mô hình này tạo điều kiện giúp HS kết nối những tri thức đã học một cách hệ thống, tăng cường hiệu quả học tập Đồng thời, mô hình này còn tạo điều kiện để GV tìm ra được những nội dung chính của bài, từ đó dẫn dắt khéo léo HS qua các hoạt động trải nghiệm
- Trong quá trình học tập, có huy động một số biện pháp học tập kết hợp với học tập theo nhóm giúp HS tự đánh giá và điều chỉnh vốn kiến thức của mình
- Tăng quá trình tương tác giữa GV và HS, GV luôn có những động thái kịp thời để hướng dẫn HS khi cần thiết
- HS được trải nghiệm để tự rút ra kiến thức mới, được hiểu sâu kiến thức
và nhớ lâu hơn, HS cảm thấy thú vị khi được thực hành thí nghiệm
- Với không khí lớp học tươi vui, sôi nổi, tích cực sẽ giúp một phần quá trình tương tác sự giữa GV với HS, HS với HS và thúc đẩy sự giao tiếp của các thành viên trong cộng đồng
- Mô hình 5E là cách thức để HS tiếp nhận với phương pháp học tập gần với kiểu nghiên cứu của các nhà khoa học
Trang 8* Hạn chế của phương pháp dạy học theo mô hình 5E
- Dạy học theo mô hình 5E cần đảm bảo về điều kiện cho học tập: cơ sở vật chất đầy đủ, bố trí thời gian hợp lí, nội dung dạy phù hợp với chương trình
- GV phải có kiến thức, chuyên môn nghiệp vụ vững vàng, có sự chuẩn bị chu đáo về bài giảng GV xử lí linh hoạt các tình huống do HS đưa ra trong quá trình học tập
- HS phải có kiến thức, kĩ năng cần thiết để thực hiện nhiệm vụ tìm ra được những kiến thức mới
- Cần nhiều thời gian trong một tiết học: tất cả hoạt động chủ yếu là HS thực hiện, GV chỉ hướng dẫn nên HS còn khá lúng túng khi thực hiện
- Khi áp dụng mô hình 5E, khâu đánh giá bài học và tổ chức gặp khá nhiều khó khăn, GV cần phải linh hoạt sử dụng các hình thức đánh giá phù hợp
- Đối với mỗi bài học áp dụng mô hình 5E, GV cần xây dựng chi tiết, cụ thể các hoạt động và phù hợp với từng tiêu chí của nội dung bài học
b Phương pháp sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường phổ thông
Trong dạy học hóa học, thí nghiệm được sử dụng với mục đích khác nhau
ở các khâu khác nhau Trong đó, khi hình thành kiến thức mới, thí nghiệm được sử dụng theo 4 phương pháp sau:
- Thí nghiệm minh họa: GV cung cấp kiến thức cho HS trước sau đó thực
hiện, quan sát thí nghiệm minh họa cho lời nói
- Thí nghiệm kiểm chứng: (1) GV nêu vấn đề cần tìm hiểu bằng thí
nghiệm, (2) HS dự đoán kiến thức mới, hiện tượng thí nghiệm, (3) đề xuất cách thực hiện thí nghiệm, (4) sau đó thực hiện/quan sát thí nghiệm, (5) nêu hiện tượng, so sánh với dự đoán ban đầu và rút ra kết luận
- Thí nghiệm tạo tình huống có vấn đề và giải quyết vấn đề: (1) Nêu vấn
đề, tạo mâu thuẫn nhận thức (có thể bằng thí nghiệm), phát biểu vấn đề cần tìm hiểu, đề xuất hướng giải quyết gồm (2) đề xuất các giả thuyết, (3) cách giải quyết bằng thực hiện/sát/phân tích thí nghiệm, (4) thực hiện kế hoạch giải quyết, (5) từ đó rút ra kết luận
- Thí nghiệm nghiên cứu: (1) Nêu vấn đề nghiên cứu, (2) đề xuất các giả
thuyết và cách giải quyết bằng thí nghiệm, (3) thực hiện/quan sát thí nghiệm, (4) phân tích và giải thích hiện tượng để xác nhận giả thuyết đúng, (5) rút ra kết luận
Trang 9Trong đó phương pháp sử dụng thí nghiệm minh họa là kém tích cực nhất, không mang tính chất tìm tòi, khám phá Tùy từng mục tiêu, nội dung, đối tượng HS cụ thể mà lựa chọn phương pháp sử dụng thí nghiệm cho phù hợp sẽ phát triển năng lực tìm tòi, khám phá, học tập hóa học cho HS
* Thí nghiệm hóa học ảo
+ Khái niệm thí nghiệm hóa học ảo
Thí nghiệm ảo là tập hợp các tài nguyên số đa phương tiện dưới hình thức đối tượng học tập, nhằm mục đích mô phỏng các hiện tượng vật lý, hóa học, sinh học,… xảy ra trong tự nhiên hay trong phòng thí nghiệm, có đặc điểm là
có tính năng tương tác cao, giao diện thân thiện với người sử dụng và có thể
mô phỏng những quá trình, điều kiện tới hạn khó xảy ra trong tự nhiên hay khó thu được trong phòng thí nghiệm giúp người học nắm được bản chất của vấn
đề Thí nghiệm ảo giúp giảm thiểu việc học chay, dạy học truyền thống thường gặp do thiếu phương tiện, điều kiện thí nghiệm giúp người học chủ động học tập phù hợp với tinh thần lấy người học là trung tâm của giáo dục hiện đại Như vậy, thí nghiệm ảo có thể được hiểu là thí nghiệm hóa học được mô phỏng lại tế để kiểm nghiệm lại lí thuyết hoặc làm minh họa rõ hơn một quá trình hóa học TNHH ảo có các ưu điểm có thể giả lập những tình huống, điều kiện tới hạn hay mô phỏng các hiện tượng hoá học và phản ứng hóa học khó thực nghiệm, từ đó giúp người học hiểu rõ bản chất của vấn đề
Trên thực tế không phải thí nghiệm nào cũng thành công mỹ mãn, nhưng với thí nghiệm ảo do đã được lập trình sẵn nên có thể nói gần như tất cả các thí nghiệm đều chuẩn xác, thực hiện thí nghiệm đem lại hiệu quả như mong đợi Một vấn đề nữa là công tác chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, với một thí nghiệm đơn giản, ít dụng cụ thì giáo viên có thể dễ dàng chuẩn bị dụng cụ, di chuyển
từ lớp học này sang lớp học khác Tuy nhiên với một thí nghiệm mà các dụng
cụ cồng kềnh thì đây lại là không phải là một điều đơn giản Còn với thí nghiệm ảo thì giáo viên hoàn toàn không phải lo lắng gì về vấn đề này, các dụng cụ có sẵn trong máy vi tính, giáo viên chỉ cần một lần thực hiện đưa phần mềm thiết kế thí nghiệm vào trong máy và cài đặt chương trình, như thế lần sau sẽ hoàn toàn yên tâm về dụng cụ thí nghiệm… Nhờ vậy, TNHH ảo kích thích niềm đam mê khoa học và tìm tòi khám phá cái mới của HS
+ Phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry
Trang 10Crocodile Chemistry là phần mềm mô phỏng phòng thí nghiệm hóa học với rất nhiều thí nghiệm về hóa học phổ biến ở trong chương trình phổ thông,
nó được xem như một “phòng thí nghiệm” ảo nơi mà các thí nghiệm hóa học
ảo được mô phỏng lại.“Phòng thí nghiệm” này rất nhỏ gọn chỉ với dung lượng 23MB có 3 phần Contents, Parts Library và Properties với 63 đồ dùng hướng dẫn các thao tác làm thí nghiệm, thiết kế (mô phỏng) các thí nghiệm hóa học xung quanh chương trình khoa học mới Phần mềm được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu học tập, nghiên cứu công việc hết sức dễ dàng, bạn chỉ cần kéo hóa chất, thiết bị, lọ thí nghiệm từ bên trái màn hình và kết hợp chúng như bạn muốn
Phiên bản mới nhất là Crocodile Chemistry 6.05 gồm có 73 bộ bài học mẫu được thiết kế cho chương trình hóa học mới, giúp GV có thể dễ dàng áp dụng chúng trong quá trình dạy học nghiên cứu Khi mới bắt đầu ta có thể vào phần Contents có sẵn các chủ đề hướng dẫn các thao tác sử dụng chương trình (Getting started), thao tác cơ bản khi tiến hành thí nghiệm về sự sắp xếp vật chất (Classifying Materials), các thí nghiệm về các loại phản ứng hóa học (Equations and amounts), các thí nghiệm về tốc độ phản ứng (Reaction rates), các thí nghiệm về năng lượng phản ứng (Engery), các thí nghiệm về nước và dung dịch (Water and solutions), các thí nghiệm về axit, bazo và muối (Acids, bases and salts), thí nghiệm tìm hiểu tính chất một số nhóm nguyên tố trong bảng tuần hoàn (The periodic table), thí nghiệm về điện hóa (Electrochemistry), các thí nghiệm tìm hiểu tính chất của một số oxit kim loại
và kim loại (Rocks and metals) và các thí nghiệm xác định chất (Identifying Substances)
Với phần Parts Library bạn có thể chọn số lượng chất, loại hình phản ứng
và phản ứng sẽ diễn ra ngay khi bạn trộn lẫn chúng Các chức năng vẽ đồ thị, hiển thị chi tiết các thông số của phản ứng (khối lượng, nhiệt độ của chất rắn, nồng độcủa các chất trong dung dịch; thể tích, khối lượng, nhiệt độ của chất lỏng; pH của dung dịch; thể tích, thành phần phần trăm của chất khí, …), chèn văn bản, lời chỉdẫn… giúp HS dễ dàng hiểu rõ được bản bản chất các phản ứng xảy ra trong thí nghiệm
Những đồ thị có thế lấy ở phần Properties sẽ phân tích dữ liệu từ cuộc thí nghiệm của bạn, những phân tích này sẽ diễn ra trong không gian 3D Mô hình
mô phỏng hiện đại tùy biến theo ý bạn, bạn có thể dạy HS làm theo cách riêng
Trang 11của mình cho họ thấy những phản ứng thí nghiệm gần như chính xác với kết quảthực nghiệm mà bạn muốn
Ưu điểm
- Giao diện đơn giản, dễ sử dụng
- Mô phỏng trực quan, sinh động
- Mô phỏng những thí nghiệm nguy hiểm, những thí nghiệm khó làm trong thực tế, ví dụ như phản ứng nhiệt nhôm,…
- Có thể thay đổi một số thông số cho hóa chất và dụng cụ như thể tích, nồng độ của dung dịch, khối lượng, độ mịn của chất rắn dạng bột, điện thế của pin, …
- Hỗ trợ các chức năng như vẽ đồ thị, hiển thị chi tiết phản ứng, chèn văn bản, lời chỉ dẫn,
- Các chủ đề mô phỏng mẫu rõ ràng, chi tiết, khá đa dạng,…
- So với các phần mềm mô phỏng khác, thiết kế mô phỏng bằng phần mềm Crocodile Chemistry 605 ít tốn thời gian và công sức hơn, có thể tiến hành trực tiếp trên lớp để học sinh theo dõi từng thao tác thí nghiệm
- Là phần mềm khá lý tưởng cho học sinh tự nghiên cứu ở nhà
- Các chi tiết phản ứng khá đầy đủ, rõ ràng: khối lượng, nhiệt độ, số mol của chất rắn; nồng độ số mol của các chất trong dung dịch; thể tích, khối lượng, nhiệt độ của chất lỏng; thể tích, thành phần phần trăm của chất khí; các tính chất vật lý của hệ
Nhược điểm
- Các mô phỏng chủ yếu thuộc lĩnh vực hóa vô cơ
- Hóa chất, dụng cụ khá phong phú nhưng chưa đủ
- Một số hiệu ứng chưa được chưa được thuyết phục
Trang 12- Kết hợp với các phần mềm khác để phát huy tối đa vai trò của hỗ trợ của phần mềm
c Năng lực và năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học + Khái niệm về năng lực
Khái niệm năng lực có nguồn gốc Latinh: “competentia” có nghĩa là “gặp gỡ” Ngày nay khái niệm năng lực được hiểu dưới nhiều cách tiếp cận khác nhau
Theo cách tiếp cận truyền thống (tiếp cận hành vi – behavioural approach) thì năng lực là khả năng đơn lẻ của cá nhân, được hình thành dựa trên sự lắp ghép các mảng kiến thức và kỹ năng cụ thể Theo ernd Meier, Nguyễn Văn Cường (2005): “Năng lực là một thuộc tính tâm lí phức hợp, là điểm hội tụ của nhiều yếu tố như tri thức kĩ năng, kĩ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách nhiệm đạo đức” Năng lực là khả năng làm việc tốt, nhờ có phẩm chất đạo đức và trình độ chuyên môn Năng lực luôn được xem xét trong mối quan
hệ với hoạt động hoặc quan hệ nhất định nào đó
+ Các năng lực cần hình thành và phát triển cho học sinh THPT
Trong chương trình giáo dục phổ thông mới các em học sinh được hình thành và phát triển 10 năng lực thiết yếu để từ đó phát huy và vận dụng tối đa
khả năng của mình vào thực tiễn 10 năng lực đó được chia ra thành 2 nhóm
năng lực chính là năng lực chung và năng lực chuyên môn:
- Năng lực chung là những năng lực cơ bản, thiết yếu hoặc cốt lõi, làm
nền tảng cho mọi hoạt động của con người trong cuộc sống và lao động nghề nghiệp Các năng lực này được hình thành và phát triển dựa trên bản năng di truyền của con người, quá trình giáo dục và trải nghiệm trong cuộc sống; đáp ứng yêu cầu của nhiều loại hình hoạt động khác nhau Những năng lực chung
sẽ được nhà trường và giáo viên giúp các em học sinh phát triển trong chương trình giáo dục phổ thông là: Tự chủ và tự học; Kỹ năng giao tiếp và hợp tác nhóm với các thành viên khác; Giải quyết vấn đề theo nhiều cách khác nhau một cách sáng tạo và triệt để
- Năng lực chuyên môn là những năng lực được hình thành và phát triển trên cơ sở các năng lực chung theo định hướng chuyên sâu, riêng biệt trong các loại hình hoạt động, công việc hoặc tình huống, môi trường đặc thù, cần thiết cho những hoạt động chuyên biệt, đáp ứng yêu cầu hạn hẹp hơn của một hoạt động Đây cũng được xem như một năng khiếu, giúp các em mở rộng
Trang 13và phát huy bản thân mình nhiều hơn Các năng lực chuyên môn môn Hóa học gồm: Năng lực nhận thức hóa học; Năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học; Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn
+ Năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học
Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học (NLTHHH) là một trong 3 năng lực thành phần của năng lực hóa học, năng lực đặc thù hình thành và phát triển cho HS trong dạy học môn Hóa học ở trường THPT
Theo chương trình môn Hóa học 2018, biểu hiện của NLTHHH là Quan sát, thu thập thông tin; phân tích, xử lí số liệu; giải thích; dự đoán được kết quả nghiên cứu một số sự vật, hiện tượng trong tự nhiên và đời sống Các biểu hiện
cụ thể gồm:
(1) Đề xuất vấn đề: nhận ra và đặt được câu hỏi liên quan đến vấn đề; phân
tích được bối cảnh để đề xuất vấn đề; biểu đạt được vấn đề
(2) Đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết: phân tích được vấn đề để
nêu được phán đoán; xây dựng và phát biểu được giả thuyết nghiên cứu
(3) Lập kế hoạch thực hiện: xây dựng được khung logic nội dung tìm hiểu;
lựa chọn được phương pháp thích hợp (quan sát, thực nghiệm, điều tra, phỏng vấn, ); lập được kế hoạch triển khai tìm hiểu
(4) Thực hiện kế hoạch: thu thập được sự kiện và chứng cứ (quan sát, ghi
chép, thu thập dữ liệu, thực nghiệm); phân tích được dữ liệu nhằm chứng minh hay bác bỏ giả thuyết; rút ra được kết luận và và điều chỉnh được kết luận khi cần thiết
(5) Viết, trình bày báo cáo và thảo luận: sử dụng được ngôn ngữ, hình vẽ,
sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt quá trình và kết quả tìm hiểu; viết được báo cáo sau quá trình tìm hiểu; hợp tác với đối tác bằng thái độ lắng nghe tích cực và tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá do người khác đưa ra để tiếp thu tích cực
và giải trình, phản biện, bảo vệ kết quả tìm hiểu một cách thuyết phục
Bảng các mức độ biểu hiện năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên của HS
Thực hiện được quá trình tìm tòi khám phá vấn đề nhưng chưa chủ
Thực hiện thành công quátrình tìm tòi khám phá vấn đề một cách chủ động,
Trang 14bè Chưa thực hiện được quá trình tìm tòi khám phá vấn đề một cách chủ động, tích cực
động, sáng tạo Các bước tìm tòi khám phá đạt ở ở mức độ vừa phải
sáng tạo Đảm bảo nội dung chính xác, khoa học
Nêu câu hỏi
liên quan đến
vấn đề cần
tìm hiểu
Nhận ra và đặt được câu hỏi liên quan đến vấn đề;
chưa phân tích được bối cảnh để
đề xuất vấn đề và biểu đạt được vấn
Nhận ra và đặt được câu hỏi liên quan đến vấn đề;
phân tích được bối cảnh để đề xuất vấn đề; biểu đạt được vấn đề
Nhận ra và đặt được câu hỏi liên quan đến vấn đề; phân tích được bối cảnh
để đề xuất vấn đề; biểu đạt được vấn
giả thuyết
Đưa ra được phán đoán; Xây dựng được giả thuyết khoa học nhưng chưa thật chính xác
Đưa ra được phán đoán: phân tích được vấn đề để nêu được phán đoán; xây dựng và phát biểu được giả thuyết nghiên cứu một cách rõ ràng, chính xác
lí
Đề xuất được quy trình thực hiện thí nghiệm nhưng chưa khoa học
Đề xuất được quy trình thực hiện thí nghiệm: xây dựng được khung logic nội dung tìm hiểu; lựa chọn được phương pháp thích hợp (quan sát, thực nghiệm, điều tra, phỏng vấn, ); lập được kế hoạch triển
Trang 15khai tìm hiểu khoa học, logic
và bạn bè
Thực hiện được kế hoạch: thu thập được sự kiện và chứng cứ (quan sát, ghi chép, thu thập
dữ liệu, thực nghiệm); phân tích được dữ liệu nhằm chứng minh hay bác bỏ giả thuyết;
rút ra được kết luận nhưng chưa đầy đủ, chính xác
Thực hiện kế hoạch: thu thập được sự kiện và chứng cứ (quan sát, ghi chép, thu thập dữ liệu, thực nghiệm); phân tích được dữ liệu nhằm chứng minh hay bác bỏ giả thuyết; rút ra được kết luận và và điều chỉnh đượckết luận khi cần thiết một cách chính xác, rõ ràng, khoa học Thu thập và
đầy đủ và chính xác
các thông tin, dữ liệu cần thiết thông qua thí nghiệm
Thu thập được đầy
đủ và chính xác các thông tin, dữ liệu cần thiết thông qua thí nghiệm nhưng chưa chứng minh hoặc phủ định được giả thuyết ban đầu
để rút ra kết luận phù hợp
Thu thập được đầy
đủ và chính xác các thông tin, dữ liệu cần thiết thông qua thí nghiệm và chứng minh hoặc phủ định được giả thuyết ban đầu để rút ra kết luận phù hợp
Trình bày quá
trình và kết
quả tìm hiểu
- Viết, trình bày báo cáo và thảo luận với sự trợ giúp của GV và bạn bè
Viết, trình bày báo cáo và thảo luận: sử dụng được ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt quá trình và kết quả tìm hiểu nhưng
- Viết, trình bày báo cáo và thảo luận: sử dụng được ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt quá trình và kết quả tìm hiểu; viết
Trang 16chưa chính xác; Có thái độ lắng nghe tích cực và tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá do người khác đưa ra
để tiếp thu tích cực
và giải trình nhưng chưa phản biện, bảo
vệ kết quả tìm hiểu một cách thuyết phục
được báo cáo sau quá trình tìm hiểu; hợp tác với đối tác bằng thái độ lắng nghe tích cực và tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá do người khác đưa ra
để tiếp thu tích cực
và giải trình, phản biện, bảo vệ kết quả tìm hiểu một cách thuyết
Bảng kiểm quan sát đánh giá NL THTN dành cho giáo viên
Các tiêu chí
Mức độ Mức độ 1
(1đ)
Mức độ 2 (2đ)
Mức độ 3 (3đ)
1 Nêu câu hỏi liên quan đến vấn đề cần tìm
hiểu
2 Đề xuất giả thuyết nghiên cứu
3 Xây dựng quy trình thực hiện thí nghiệm
để kiểm chứng giả thuyết
4 Thực hiện thí nghiệm theo quy trình đã
xây dựng
5 Thu thập và xử lý dữ liệu để chứng minh
hoặc phủ định giả thuyết, rút ra được kết
luận cần thiết
6 Trình bày quá trình và kết quả tìm hiểu
d Vận dụng mô hình 5E trong dạy học hóa học với thí nghiệm ảo nhằm phát triển năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học
+ Sự phù hợp khi vận vận dụng mô hình 5E với thí nghiệm ảo với môn hóa học và phát triển NLTHHH
Trang 17* Căn cứ trên các lí thuyết trình bày ở trên có thể chỉ ra sự phù hợp khi vận dụng mô hình 5E với thí nghiệm trong trong dạy học hóa học để phát triển NLTHHH như sau:
- Tiến trình 5 giai đoạn của mô hình 5E cho thấy rất phù hợp với việc tổ chức dạy học trong các môn khoa học, trong phòng thí nghiệm thực hành hoặc các hoạt động thảo luận tương tác Dạy học theo mô hình 5E, HS sẽ thực hiện các hoạt động thực hành và khám phá để tìm ra kiến thức kĩ năng, được học thông qua trải nghiệm và qua đó phát triển phẩm chất, năng lực đáp ứng mục tiêu dạy học ở trường phổ thông hiện nay
- Tùy theo mục tiêu, nội dung đối tượng và điều kiện cụ thể mà GV có thể
tổ chức cho HS thực hiện các kiểu hoạt động khám phá khác nhau Tuy nhiên, với môn Hóa học, là môn khoa học thực nghiệm, thì việc khám phá thông qua thực hiện, quan sát các thí nghiệm một hoạt động khám phá đặc trưng, quan trọng
- Về phương pháp, GV có thể hướng dẫn HS thực hiện (hay kể cả chỉ quan sát) thí nghiệm khám phá theo cách thức nghiên cứu hoặc kiểm chứng, giải quyết vấn đề Đối chiếu tiến trình dạy học của mỗi phương pháp như mô tả ở mục 2.2.1b với các biểu hiện của NLTHHH (mục 2.2.1c) cho thấy việc sử dụng thí nghiệm theo các phương pháp này là phù hợp để phát triển NLTHHH cho HS Sự tương chúng tôi biểu thị bằng cách trình bày các bước thực hiện trong mỗi phương pháp sử dụng thí nghiệm từ (1) – (5) tương ứng với các biểu hiện từ BH1 – BH5
* Thí nghiệm ảo là hình thức phù hợp trong dạy học theo mô hình 5E, đặc điệt trong dạy học trực tuyến:
Về thí nghiệm sử dụng trong dạy học, GV sẽ lựa chọn một cách phù hợp trong các hình thức khác nhau như thí nghiệm làm thực tế, thí nghiệm ảo (làm trên máy vi tính), video quay thí nghiệm làm thực tế hoặc dạng mô phỏng tùy vào điều kiện hoàn cảnh cụ thể
(Thí nghiệm ảo được hiểu là thí nghiệm thực hiện trên 1 phần mềm tin học được cài đặt sẵn các dụng cụ, hóa chất và các lập trình tương tác Khi người thực hiện thí nghiệm sẽ thao tác lựa chọn các dụng cụ, hóa chất có sẵn trong phần mềm, đổ vào nhau và chọn các điều kiện phản ứng thì sẽ quan sát được hiện tượng xảy ra và một số thông tin khác.)
Trang 18Trong các một số đề tài đã công bố về cách vận dụng thí nghiệm trong dạy học theo mô hình 5E đều sử dụng thí nghiệm làm thực tế Nói chung đây là hình thức thí nghiệm tốt nhất, tuy nhiên trong các tình huống các thí nghiệm nguy hiểm, nhiều trường hợp, kĩ năng thí nghiệm khó và đặc biệt trong điều kiện học trực tuyến thì việc thực hiện thí nghiệm ảo là phù hợp và đảm bảo HS được thực hiện thí nghiệm khám phá
b Quy trình vận dụng mô hình 5E sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học hóa học
(1) Tìm hiểu cách sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo
Để sử dụng thí nghiệm ảo, trước hết GV cần tìm hiểu cách cài đặt và sử dụng phầm mềm làm thí nghiệm ảo, xác định các thí nghiệm có sẵn, các thí nghiệm có thể thực hiện với các dụng cụ hóa chất trên phần mềm và hiện tượng, thông tin thu thập được khi thực hiện thí nghiệm ảo GV cũng cần hướng dẫn HS tìm hiểu giao diện và thực hiện các thao tác cơ bản để sử dụng phần mềm này Hiện nay có 2 phần mềm thường gặp thực hiện thí nghiệm ảo
là Crocodile Chemistry và Portual Vitual Chemistry Lab có thể sử dụng trong
dạy học
(2) Lựa chọn bài học vận dụng mô hình 5E và thí nghiệm ảo
Bài học lựa chọn cần thỏa mãn điều kiện hai điều kiện: thí nghiệm sử dụng trong bài học phải có trong dữ liệu phần mềm thực hiện thí nghiệm ảo (bởi mỗi phần mềm có giới hạn các dụng cụ, hóa chất nhất định); mức độ phức tạp của nội dung phù hợp để HS có thể tư duy, hiểu và khám phá
(3) Làm thử các thí nghiệm ảo
GV cần làm thử các thí nghiệm ảo dự kiến sử dụng trong bài học, ghi lại cách tiến hành và các thao tác trên phần mềm để có thể hỗ trợ HS
(4) Lập kế hoạch bài dạy và hoạt động sử dụng thí nghiệm ảo
GV lập kế hoạch bày dạy theo mô hình 5E với các hoạt động phù hợp trong từng giai đoạn, trong đó sử dụng thí nghiệm ảo để HS thực hiện khám theo phương pháp phù hợp là kiểm chứng, giải quyết vấn đề và nghiên cứu Tuy nhiên đặc biệt chú ý khi hướng dẫn HS thực hiện thí nghiệm cần kèm theo
mô tả thao tác thực hiện trên phần mềm tương ứng với các bước tiến hành thí nghiệm hoặc thiết kế dưới dạng phiếu hỗ trợ nếu HS chưa thành thạo việc sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo
Trang 19Chuẩn bị việc cài phần mềm trên các máy tính sử dụng trong giờ học GV
có thể hướng dẫn để HS thực hiện việc này nếu sử dụng máy tính cá nhân
+ Tổ chức thực hiện sử dụng thí nghiệm ảo theo mô hình 5E trong dạy học hóa học
để nêu vấn đề cần tìm tòi
khám phá
Nên xuất phát từ kiến thức liên quan
HS đã biết để dẫn đến 1 câu hỏi, vấn
đề mà HS không trả lời được, hoặc
có thể đưa ra các hiện tượng, tình huống thực tiễn,… và đặt các câu hỏi
mà HS cũng chưa giải quyết được để tạo sự tò mò, hiếu kì của HS, biến các mâu thuẫn khách quan thành mâu thuẫn chủ quan của HS, tạo động cơ, sự cuốn hút, hào hứng vào thực hiện hoạt động tiếp theo
GV cần quan sát, nhắc nhở,
hỗ trợ HS trong quá trình khám phá để HS rút
ra được những nhận định về kiến thức mới
Hướng dẫn làm việc nhóm cần thiết
kế sao cho định hướng HS tư duy và thực hiện thí nghiệm theo tiến trình của kiểm chứng, giải quyết vấn đề và nghiên cứu, tùy từng trường hợp cụ thể cho phù hợp (Có thể xác định phương pháp sử dụng thí nghiệm khi khác phá theo phân tích trong tài liệu [2])
GV hỗ trợ HS về thao tác thực hiện thí nghiệm trên phần mềm thông qua các phiếu hướng dẫn, hỗ trợ thêm hoặc hướng dẫn trực tiếp Vì thông thường HS quen hơn với đề xuất cách làm thí nghiệm với dụng cụ hóa chất thực, mà thực hiện thí nghiệm
ảo cần chuyển từ hình dung cách thức thực hiện thí nghiệm làm thực tế sang thao tác trên phần mềm thí nghiệm ảo (Xem ví dụ minh họa ở mục 2.2.3.b)
Trang 20và nhận xét
Điều khiển trình bày, thảo luận, nhận xét,
đánh giá
đúng Đồng thời cũng cần nhận xét, đánh giám, rút kinh nghiệm, quá trình thực hiện thảo luận, làm thí nghiệm khám phá để HS phát triển NLTHHH Đó là yêu cầu cần đạt trong chương trình, cũng là phương pháp học tập, nghiên cứu hóa học
GV cũng cần giúp HS làm rõ, giải thích bản chất của kiến thức mới, liên hệ với các kiến thức liên quan để
Chấm, đánh giá kết quả, câu trả
lời
GV chú ý hướng dẫn HS vận dụng tri thức vừa phát hiện ra để giải quyết các tình huống phát sinh trong thực
tế và chuẩn bị cho hoạt động tìm tòi, khám phá tiếp theo;
Việc đánh giá này cũng có thể không thực hiện ở cuối mà kết hợp đánh giá qua quan sát, hỏi đáp khi HS thực hiện hoạt động khám phá, áp dụng
Trang 21Nội dung 2 BÀI HỌC MINH HỌA
a Bảng danh mục thí nghiệm hướng dẫn chi tiết cách thiết kế trên phần mềm Crocodile Chemistry
1 Điều chế và thử tính chất của khí clo Bài Clo
2 Tính chất của axit clohidric Bài Axit clohric
3 Thí nghiệm Oxi oxi hóa một số kim loại Bài oxi-ozon
4 O2 oxi hóa một số phi kim Bài oxi-ozon
5 Phản ứng của oxi với một số hợp chất Bài oxi-ozon
7 Lưu huỳnh tác dụng nhiều kim loại (nung bột
sắt và bột lưu huỳnh ở nhiệt độ cao)
Bài Lưu huỳnh
8 Lưu huỳnh tác dụng với hidro Bài Lưu huỳnh
9 Lưu huỳnh tác dụng với oxi Bài Lưu huỳnh
10 Tính chất vật lí của Lưu huỳnh Bài Lưu huỳnh
11 Lưu huỳnh tác dụng với hợp chất khác (axit
HNO3)
Bài Lưu huỳnh
12 Điều chế hidrosunfua Bài Một số hợp chất của
Lưu huỳnh
13 Thí nghiệm so sánh độ axit giữa axit
sunfuhidric với axit sunfuro và axit cacbonic
Bài Một số hợp chất của Lưu huỳnh
14 Điều chế lưu huỳnh đioxit Bài Một số hợp chất của
Lưu huỳnh
15 Thí nghiệm chứng minh tính axit của lưu huỳnh
đioxit Bài Một số hợp chất của Lưu huỳnh
16 Thí nghiệm tính axit của axit sunfuric loãng Bài axit sunfuric và muối
19 Ảnh hưởng của diện tích bề mặt đến tốc độ
phản ứng (Surface area and rate)
Bài Tốc độ phản ứng
20 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng
(Temperature and rate)
Bài Tốc độ phản ứng
Trang 22b Hướng dẫn chi tiết cách thiết kế một số thí nghiệm hóa học ảo trong
+ Nối 2 nút cao su bằng ống dẫn khí, nhấp chuột vào đầu ống thủy tinh đến khi hiện ô vuông màu đen, kéo đến đầu ống thủy tinh còn lại rồi thả chuột
- Chuẩn bị hóa chất:
KMnO 4 : Vào Parts library Chemicals Micellaneuos saltsPowder
Potassium pemanagate, nhấp giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm Điều chỉnh khối
lượng thành 20g
HCl đặc: Vào Parts library Chemicals Acids Hidrocloric acid, nhấp giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm Điều chỉnh nồng độ thành 15M
Na: : Vào Parts library Chemicals Metals Lumps Sodium, nhấp giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm
Cho các hóa chất đã chuẩn bị vào khay Sử dụng Part tray
-Tiến hành thí nghiệm
Kéo dung dịch HCl vào bình cầu, tiếp tục kéo KMnO4 vào bình cầu → quan sát sự thay đổi màu sắc của dung dịch trong bình cầu và trong bình tam giác
Trang 23Kéo Na vào bình tam giác, quan sát sự thay đổi màu trong bình tam giác
Thí nghiệm 2: Tính chất của axit clohidric
* Dụng cụ: 1Cốc thủy tinh 100ml, khay hóa chất
* Hóa chất: dung dịch axit clohidric, bột Fe, đồng (II) oxit, dung dịch natri
hidroxit, bột canxi cacbonat, dung dịch quỳ tím, dung dịch bạc nitrat
Bước
1:ChọnFile→New(đểlàmmộtthínghiệmmới),cóthểnhấntổhợpphímCtrl+N Bước 2: Lấy dụng cụ
Lấy cốc thủy tinh 100ml: Vào Parts Library→ChọnGlassware→Chọn Standard→Chọn Beaker(100ml), nhấp giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm Làm 5 lần để được 5 cốc thủy tinh
Bước 3: Lấy hóa chất
Lấy dung dịch axit clohidric: Vào Parts Library→Chọn Chemicals→Chọn Acids→Chọn Hydrochloride acids, nhấp giữ chuột và kéo vào giao diện chương trình Lần lượt nhấp chuột vào biểu tượng lọ HCl, kéo và thả vào 5 cốc thủy tinh để được 5 dd HCl
Trang 24Lấy khay hóa chất: Vào Parts Library → Chọn Presentation → Chọn Part Tray
Lấy dung dịch quỳ tím: Vào Parts Library→Chọn Indicators→Chọn Solutions
→Chọn Litmus, nhấp giữ chuột và kéo vào ô nhỏ của khay hóa chất
Lấy bột sắt: Vào Parts Library→Chọn Chemicals→Chọn Metals→Chọn Powders &liquids→Chọn Iron, nhấp giữ chuột và kéo vào ô nhỏ của khay hóa chất
Lấy bột đồng (II) oxit: Vào PartsLibrary→Chọn Chemicals→Chọn Oxides
→Chọn copper II oxide, nhấp giữ chuột và kéo vào ô nhỏ của khay hóa chất Lấy dung dịch kali hidroxit: Vào Parts Library→Chọn Chemicals→Chọn Alkalis→Chọn potassium hydroxide, nhấp giữ chuột và kéo vào ô nhỏ của khay hóa chất
Lấy bột canxi cacbonat: Vào Parts Library→Chọn Chemicals→Chọn Carbonats→Chọn Powders→Chọn calcium carbonat, nhấp giữ chuột và kéo vào ô nhỏ của khay hóa chất
Lấy dung dịch bac nitrat: Vào Parts Library→ Chọn Chemicals → Chọn Nitrates → Chọn Solutions Silver nitrate, nhấp giữ chuột và kéo vào ô nhỏ của khay hóa chất
* Lưu ý: Ta có thể thay đổi khối lượng, độ mịn của bột kim loại, bột oxit; thay đổi nồng độ, thể tích của dung dịch axit, bazơ
Bước 4: Tiến hành phản ứng
- Kéo dung dịch quỳ tím vào cốc thủy tinh số 1→quan sát sự thay đổi màu sắc
Trang 25- Kéo dung dịch KOH vào cốc thủy tinh số 1 → quan sát sự thay đổi màu sắc Lần lượt kéo bột Fe, bột CuO, bột CaCO3, dd AgNO3 vào từng cốc thủy tinh chứa HCl quan sát và theo dõi chi tiết phản ứng
- Chúng ta có thể thay đổi background cho giao diện làm việc, gõ văn bản,
và các chỉ dẫn
Thí nghiệm 3 Thí nghiệm Oxi oxi hóa một số kim loại
Chuẩn bị
- Dụng cụ: bình tam giác, nút ống cao su có 1 ống dẫn, đèn khò
- Hóa chất: mẩu Natri, thanh Magie, bình đựng khí oxi,nước, dung dịch phenolphtalein
Bình tam giác: Chọn Glassware → Standard → Erlenmeyer flask
Đèn khò: Chọn Equipment → Apparatus → Bunsen Burner
có 1 ống dẫn: Chọn Equipment → Stoppers → Small → One tube
- Lấy hóa chất
Thanh magie: Chọn Chemicals → Metals → Lumps → Magnesium ribbon
Trang 26Dung dịch phenolphtalein: chọn Indicators → Solutions → Phenolphtalein
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
đựng khí oxi cho oxi vào đầy bình tam giác
magie đang cháy vào bình tam giác chứa đầy khí oxi
xem chi tiết phản ứng
phenolphtalein, quan sát màu sắc dung dịch trong bình tam giác
Trang 27Thí nghiệm 4: O 2 oxi hóa một số phi kim
- Dụng cụ: bình tam giác, đèn khò, nút cao su có 1 ống dẫn, khay đựng
- Hóa chất: than, bột lưu huỳnh, bình đựng khí oxi
Bước 1: Chọn File → New để tiến hành làm thí nghiệm mớiChọn thanh Part Library
Bước 2: Lấy dụng cụ và hóa chất
- Lấy dụng cụ
Standard → Erlenmeyer flask
Nút cao su có 1 ống dẫn: Chọn Equipment → Stoppers → Small → One tub
- Lấy hóa chất
eous → Powders → Carbon
Cho hóa chất vào khay đựng
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
với bình tam giác, di chuyển đèn khò xuống dưới bình tam giác như mô hình bên
hành đun trên ngọn lửa đèn khò
ion details
để xem phản ứng chi
tiết
Trang 28Thí nghiệm 5: phản ứng của oxi với một số hợp chất
- Dụng cụ: bình cầu, kiềng, đèn khò, nút ống cao su có 1 ống dẫn, khay đựng
- Hóa chất: bình đựng khí oxi, bột glucozo
hiệm:
Bước 1: Chọn File → New: để làm thí nghiệm mới Chọn thanh ngang Part Library
Trang 29Bước 2: Lấy dụng cụ và hóa chất
- Lấy dụng cụ
→ One tube
- Lấy hóa chất
Glucozo: Chọn Chemicals → Micellaneous → Powders → Glucose
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
ống dẫn
bình đựng khí oxi rồi đun dưới ngọn lửa đèn khò như hình bên
phản ứng chi tiết
Thí nghiệm 6: điều chế khí oxi
- Dụng cụ: ống nghiệm, bình tam giác, ống dẫn khí, đèn khò, nút cao su có ống dẫn, vòi nước, tàn đóm đỏ, khay đựng
Trang 30- Hóa chất: kali penmanganat KMnO4 (dạng bột)
- Hóa chất thay thế: có thể thay thế kali penmanganat bằng các hợp chất giàu oxi khác như kali đicromat K2Cr2O7, mangan dioxit MnO2, …
Bước 1: Chọn File → New: để làm thí nghiệm mới Chọn thanh ngang Part Library
Bước 2: Lấy dụng cụ và hóa chất
- Lấy dụng cụ
ivery tube
Nút cao su có 1 ống dẫn: chọn Equipment → Stoppers → Small → One tub
Tàn đóm đỏ: chọn Equipment → Meters and probes → Glowing splint
Khay đựng: chọn Presentation → part tray
- Lấy hóa chất
Kali penmangant: chọn Chemicals → Miscellaneous Salts → Powders
→ Potassium penmanganate
Cho hóa chất vào khay đựng
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
Mở vòi nước cho chảy vào gần ½ bình tam giác
Cho ống dẫn khí vào trong bình tam giác ngập khoảng 1/3 ống
Cho khoảng 30 gam bột kali penmanganat vào ống nghiệm, đậy nút nối với ống dẫn khí đặt trong bình tam giác, sau đó đặt nghiêng như hình bên
Tiến hành đun trên ngọn lửa đèn khò, quan sát hiện tượng trong ống nghiệm Sau khi phản ứng kết thúc, tắt đèn khò, cho tàn đóm đỏ lại gần miệng bình tam giác, quan sát hiện tượng
Trang 31Thí nghiệm 7 Lưu huỳnh tác dụng nhiều kim loại (nung bột sắt và bột lưu huỳnh ở nhiệt độ cao)
- Dụng cụ: bình cầu, nút cao su, đèn khò, khay đựng
- Hóa chất: bột sắt, bột lưu huỳnh
Bước 1: Chọn File → New: để làm thí nghiệm mới Chọn thanh ngang Part Library
Bước 2: Lấy dụng cụ và hóa chất
- Lấy dụng cụ
- bottomed flask
→ part tray
- Lấy hóa chất
Trang 32Sulfur
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
t và 100 gam bột lưu huỳnh vào trong bình cầu rồi đậy nút cao su lại
Thí nghiệm số 8 Lưu huỳnh tác dụng với hidro
- Dụng cụ: bình cầu, ống chứa khí, nút cao su có, đèn khò, khay đựng
- Hóa chất: bột lưu huỳnh, bình chứa khí hidro
Bước 1: Chọn File → New: để làm thí nghiệm mới Chọn thanh ngang Part Library
Bước 2: Lấy dụng cụ và hóa chất
- Lấy dụng cụ
Bình cầu: Chọn Glassware → Standard → Round - bottomed flask
Nút cao su có 1 ống dẫn: chọn Equipment → Stoppers → Large →One tube
Trang 33ựng: chọn Presentation → part tray
- Lấy hóa chất
huỳnh: chọn Chemicals → Miscellaneuos → Powders → Sulfur
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
bột lưu huỳnh vào ống chứa khí
ống chứa khí
Thí nghiệm 9 Lưu huỳnh tác dụng với oxi
- Dụng cụ: bình cầu, kiềng, nút cao su có, đèn khò, khay đựng
- Hóa chất: bình chứa khí oxi, bột lưu huỳnh
Bước 1: Chọn File → New: để làm thí nghiệm mới Chọn thanh ngang Part Library
Bước 2: Lấy dụng cụ và hóa chất
- Lấy dụng cụ
: Chọn Glassware → Standard → Round - bottomed flask ống dẫn: chọn Equipment → Stoppers → Large →One tub
Trang 34ion → part tray
- Lấy hóa chất
lưu huỳnh: chọn Chemicals → Miscellaneuos → Powders → Sulfur
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
, đặt trên kiềng bếp
- Dụng cụ: bình cầu, bình tam giác, ống chứa khí, nút cao su,, khay đựng
- Hóa chất: bột lưu huỳnh, dung dịch axit nitric, quỳ tím
Bước 1: Chọn File → New: để làm thí nghiệm mới Chọn thanh ngang Part Library
Bước 2: Lấy dụng cụ và hóa chất
- Lấy dụng cụ
n Glassware → Standard → Round - bottomed flask
Trang 35hị màu thay đổi của quỳ tím: chọn Indicators → Charts → Litimus
- Lấy hóa chất
→ Miscellaneuos → Powders → Sulfur
ng dịch axit nitric: chọn Chemicals → Acids → Nitric acid
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
tam giác, thêm vài giọt dung dịch quỳ tím
dung dịch ở bình tam giác Nhận xét sản phẩm phản ứng lưu huỳnh tác dụng với axit nitric đặc
Thí nghiệm 12 Điều chế hidrosunfua
- Dụng cụ: bình tam giác, ống chứa khí, ống dẫn khí, nút cao su, đèn khò, khay đựng
Trang 36- Hóa chất: bột lưu huỳnh, dung dịch axit clohidric, dung dịch chì nitrat, bột kẽm
Bước 1: Chọn File → New: để làm thí nghiệm mới Chọn thanh ngang Part Library
Bước 2: Lấy dụng cụ và hóa chất
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
nitrat vào bình tam giác 2; đổ 150 ml dung dịch axit clohidric vào bình tam giác thứ nhất, thêm tiếp 65 gam bột kẽm Điều chỉnh van đèn khò, để tiến hành đun nóng bột lưu huỳnh
nitrat Quan sát hiện tượng xảy ra ở bình tam giác này
Trang 37Thí nghiệm 13 Thí nghiệm so sánh độ axit giữa axit sunfuhidric với axit sunfuro và axit cacbonic
- Dụng cụ: ống nghiệm, ống chứa khí, ống dẫn khí, đèn khò, khay đựng
- Hóa chất: bình chứa khí hidro sunfua, bột lưu huỳnh, bình chứa khí oxi, bình chứa khí cacbon đioxit, nước, dung dịch chỉ thị vạn năng
Bước 1: Chọn File→ New: để làm thí nghiệm mới Chọn thanh ngang Part Library
Bước 2: Lấy dụng cụ và hóa chất
- Lấy dụng cụ
- Lấy hóa chất
sunfua: chọn Chemicals → Gases → Hydrogen sulfide
Trang 38Water
ỉ thị vạn năng: chọn Indicators → Solutions → Universal của chỉ thị vạn năng: chọn Indicators → Charts → Universal
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
ung dịch chất chỉ thị vạn năng vào cả 3 ống nghiệm
ứa khí với bình chứa khí oxi và ống dẫn khí Điều chỉnh đèn khò tiến hành đun nóng ống chứa khí chứa bột lưu huỳnh
Nối ống dẫn khí với bình chứa khí hidro sunfua, bình chứa chứa cacbon đioxit
axit sunfuhidric H2S, axit sunfurơ H2SO3, axit cacbonic H2CO3
Thí nghiệm 14 Điều chế lưu huỳnh đioxit
- Dụng cụ: bình cầu, bình tam giác, kiềng, nút cao su, đèn khò, khay đựng
- Hóa chất: Na2SO3 (bột), dung dịch H2SO4 đặc, nước, dung dịch NaOH, quỳ tím
Trang 39Bước 1: Chọn File → New: để làm thí nghiệm mới Chọn thanh ngang Part Library
Bước 2: Lấy dụng cụ và hóa chất
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
2SO3 và 100 ml axit sunfuric đặc 15M vào bình cầu bỏ lên trên kiềng bếp
Trang 40Thí nghiệm 15 Thí nghiệm chứng minh tính axit của lưu huỳnh đioxit
- Dụng cụ: bình tam giác, cốc thủy tinh, ống dẫn khí, nút cao su, bếp điện, khay đựng
- Hóa chất: bột lưu huỳnh, bình chứa khí oxi, đá vôi, quỳ tím
Bước 1: Chọn File → New: để làm thí nghiệm mới Chọn thanh ngang Part Library
Bước 2: Lấy dụng cụ và hóa chất
- Lấy dụng cụ
thủy tinh: Chọn Glassware → Standard → Beaker (100 ml)
Nút cao su có 2 ống dẫn: chọn Equipment →Stoppers → Large → Two tube
thị màu của quỳ tím: chọn Indicators → Charts → Litmus
- Lấy hóa chất
Bột lưu huỳnh: chọn Chemicals → Miscellaneous → Powders → Sulfur
i: chọn Chemicals → Miscellaneous → Lumps → Limestone