xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học có nhiều cách giải để rèn luyện tư duy cho học sinh lớp 12 trung học phổ thông

Lí do chọn đề tài Một trong những mục tiêu dạy học hóa học ở Trung học phổ thông là ngoài việc truyền thụ kiến thức hóa học phổ thông cơ bản còn cần mở rộng kiến thức, hình thành cho học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM



LƯƠNG CÔNG THẮNG

Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học môn hóa học

Mã số : 60.14.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG

TP.HCM Năm 2010

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI ĐỂ RÈN

LUYỆN TƯ DUY CHO HỌC SINH LỚP 12 TRUNG

HỌC PHỔ THÔNG

Trong những ngày thực hiện luận văn này, vì chưa quen với công việc nên em đã gặp không ít khó khăn Ngoài những cố gắng của bản thân và sự hỗ trợ của gia đình, nếu không có sự giúp đỡ rất nhiệt tình và chân thành của các thầy cô và đồng nghiệp thì có lẽ em đã không thể hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu của mình Do vậy khi cầm trên tay quyển luận văn, lời đầu tiên em muốn nói là lời cảm ơn chân thành đến những người đã giúp đỡ em

Em xin được gửi lời cảm ơn đặc biệt đến PGS.TS Nguyễn Xuân Trường, người thầy đã tận tâm, rất nhiệt tình và hết mình hướng dẫn chỉ bảo cho em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Hóa đặc biệt là PGS.TS.Trịnh Văn Biều đã luôn ủng hộ, góp ý và giúp đỡ em trong thời gian qua

Và cuối cùng em cũng xin cảm ơn thầy Nguyễn Anh Duy, Thầy Nguyễn Văn Vương, thầy Lưu Quốc Thành, cô Nguyễn Thị Phương Uyên và anh chị học viên cao học K.18 đã động viên, giúp đỡ em hoàn thành luận văn

Bước đầu làm quen với công việc nghiên cứu, với thời gian và khả năng còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót

Em kính mong nhận được sự đóng góp chân thành của quí thầy cô và các bạn

Xin chân thành cảm ơn

Tp Hồ Chí Minh tháng 7 năm 2010

Bảng chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ Chữ viết tắt

Bài tập hóa học BTHH Định luật bào toàn khối lượng ĐLBTKL

Thực nghiệm sư phạm TNSP

Danh mục các bảng Bàng 3.1 Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích

( Lớp 12A10 và 12A11 của trường THPT Võ Trường Toản)

Bảng 3.2 Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích

( Lớp 12A1 và 12A2 của trường THPT TT Đông Du)

Bảng 3.3 Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích

( Lớp 12A4 và 12A8 của trường THPT TT Đông Du)

Bảng 3.4 Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích

( Lớp 12A4 và 12A5 của trường THPT Lê Minh Xuân) Bảng 3.5 Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích

( Lớp 12A3 và 12A7 của trường THPT Tam Phú)

Hình 3.4 Đồ thị đường lũy tích lớp 12A4 và 12A5 trường THPT Lê Minh Xuân Hình 3.5 Đồ thị đường lũy tích lớp 12A3 và 12A7 trường THPT Tam Phú

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Một trong những mục tiêu dạy học hóa học ở Trung học phổ thông là ngoài việc truyền thụ kiến thức hóa học phổ thông cơ bản còn cần mở rộng kiến thức, hình thành cho học sinh phương pháp học tập khoa học, phát huy tính chủ động, sáng tạo, rèn luyện năng lực nhận thức, tư duy hóa học thông qua các hoạt động học tập đa dạng, phong phú Như vậy, ngoài nhiệm vụ đào tạo toàn diện cho thế hệ trẻ, việc dạy học hóa học còn có chức năng phát hiện, bồi dưỡng, nâng cao tri thức cho những học sinh có năng lực, hứng thú trong học tập bộ môn Nhiệm vụ này được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau.Trong đó bài tập hóa học là một trong những phương tiện giúp học sinh rèn luyện được tư duy

Giải một bài toán hóa học bằng nhiều phương pháp khác nhau là một trong những nội dung quan trọng trong dạy học hóa học ở trường phổ thông Phương pháp giáo dục ở ta hiện nay còn nhiều

gò bó và hạn chế tầm suy nghĩ, sáng tạo của học sinh Bản thân các em học sinh khi đối mặt với một bài toán cũng thường có tâm lý tự hài lòng sau khi đã giải quyết được bài toán bằng cách nào đó, mà chưa nghĩ đến chuyện tìm cách giải tối ưu, giải quyết bài toán bằng cách nhanh nhất Do đó, giải bài toán hóa học bằng nhiều cách khác nhau là một cách để rèn luyện tư duy và kỹ năng học hóa của mỗi người, giúp ta có khả năng nhìn nhận vấn đề theo nhiều hướng khác nhau, phát triển tư duy logic, sử dụng thành thạo và tận dụng tối đa các kiến thức đã học Đối với giáo viên, suy nghĩ về bài toán và giải bài toán bằng nhiều cách là một hướng đi có hiệu quả để tổng quát hoặc đặc biệt hóa, liên hệ với những bài tập cùng dạng, điều này góp phần hỗ trợ phát triển các bài tập hay và mới cho học sinh

Vì vậy chúng tôi chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học có nhiều cách

giải để rèn luyện tư duy cho học sinh lớp 12 Trung học phổ thông "

Hy vọng đề tài này sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở trường THPT

2 Mục đích nghiên cứu

+ Rèn luyện tư duy cho học sinh lớp 12 trường Trung học phổ thông qua hệ thống bài tập hóa học có nhiều cách giải

+ Nâng cao hiệu quả dạy học hóa học 12 trường THPT

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

3.1 Khách thể nghiên cứu : Quá trình dạy học hóa học ở trường THPT

3.2 Đối tượng nghiên cứu : Hệ thống bài tập hóa học có nhiều cách giải ở lớp 12 trường THPT

 Nghiên cứu cơ sở lý luận về nhận thức, về tư duy, về phương pháp dạy học tích cực và phương tiện dạy học

 Xây dựng hệ thống bài tập hóa học có nhiều cách giải theo chương trình lớp 12 trường THPT

 Nghiên cứu, đề xuất phương pháp sử dụng hệ thống bài tập có nhiều cách giải một cách có hiệu quả trong quá trình dạy học hóa học ở lớp 12 trường THPT

 Thực nghiệm sư phạm đánh giá hiệu quả của việc sử dụng hệ thống bài tập có nhiều cách giải để rèn tư duy cho học sinh

5 Giả thuyết khoa học

Nếu giáo viên sử dụng hệ thống bài tập hóa học có nhiều cách giải một cách tích cực và hợp lí sẽ giúp cho học sinh mở rộng, đào sâu kiến thức, rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp tự học và như vậy sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Nghiên cứu lí luận

+ Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến đề tài

+ Nghiên cứu lí luận về nhận thức, về tư duy

+ Nghiên cứu lí luận về đổi mới phương pháp dạy học và phương tiện dạy học

6.2 Nghiên cứu thực tiễn

+ Điều tra tình hình sử dụng bài tập trong dạy học hóa học

+ Trao đổi kinh nghiệm với giáo viên về cách sử dụng bài tập để rèn tư duy cho học sinh

+ Thực nghiệm sư phạm

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Sơ lược về lịch sử vấn đề nghiên cứu

Việc nghiên cứu các vấn đề về bài tập hóa học từ trước đến nay đã có nhiều công trình của các tác giả như ở trong nước có GS.TS Nguyễn Ngọc Quang nghiên cứu lý luận về bài toán; PGS TS Nguyễn Xuân Trường nghiên cứu về bài tập thực nghiệm định lượng; PGS.TS Lê Xuân Trọng, PGS.TS Đào Hữu Vinh, TS Cao Cự Giác và nhiều tác giả khác quan tâm đến nội dung và phương pháp giải toán hóa học Tuy nhiên xu hướng hiện nay của lý luận dạy học là đặc biệt chú trong đến hoạt động tư duy và vai trò của học sinh trong quá trình dạy học, đòi hỏi học sinh phải làm việc tích cực, tự lực Trong các công trình nghiên cứu trước đây, chưa có công trình nào nghiên cứu một cách

có hệ thống về bài tập hóa học có nhiều cách giải, chỉ có một số bài báo của PGS.TS Nguyễn Xuân Trường trên tạp chí “Hóa học & Ứng dụng”, tác giả Vũ khắc Ngọc trên blog, và tác giả Huỳnh Văn Út dưới dạng sách tham khảo và một số bài tập minh họa trong luận văn thạc sĩ của một số học viên cao học Tuy nhiên, đây mới chỉ là một số bài tập hóa học có nhiều cách giải đơn lẻ hoặc một số bài tập đơn giản

1.2 Lý luận về dạy học

1.2.1 Đổi mới phương pháp dạy học

Định hướng đổi mới PPDH đã được nêu trong các Nghị quyết của Đảng và Luật giáo dục

Luật giáo dục, năm 2005 đã chỉ rõ “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích

cực, tự giác , chủ động , sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”

- Đổi mới phương pháp là một quá trình liên tục phát huy, kế thừa những tinh hoa của giáo dục truyền thống và tiếp thu có chọn lọc những phương pháp hiện đại trên thế giới

- Cần khuyến khích sự phong phú đa dạng của các phương pháp cũng như là sự phong phú đa dạng của các ý tưởng

- Trọng tâm của việc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là hướng vào người học

- Cái đích cuối cùng của việc đổi mới phương pháp là nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học

- Học là hiểu, ghi nhớ, liên hệ, áp dụng Người sinh viên, học sinh giỏi là người sinh viên, học sinh có tư duy tốt chứ không phải người sinh viên, học sinh chỉ biết thuộc bài

- Người giáo viên giỏi không phải là cho sinh viên, học sinh biết nhiều kiến thức mà là dạy cho sinh viên, học sinh biết cách tư duy, biết cách sử dụng những kiến thức vào các tình huống mới, vào đời sống thực tế

- Những điều kiện để sinh viên, học sinh học tập có hiệu quả là sức khỏe, vốn kiến thức, khả năng ghi nhớ, khả năng tư duy sáng tạo, phương pháp học tập, điều kiện cơ sở vật chất phục vụ cho học tập, có thầy giỏi

Hiện nay, chúng ta đang thực hiện đổi mới chương trình và SGK phổ thông mà trọng tâm là đổi mới PPDH Chỉ có đổi mới căn bản PP dạy và học thì mới có thể tạo được sự đổi mới thực sự trong giáo dục, mới có thể đào tạo lớp người năng động, sáng tạo

1.2.2 Một số xu hướng đổi mới phương pháp dạy học [3]

 Phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo của người học Chuyển trọng tâm hoạt động từ giáo viên sang học sinh Chuyển lối học từ thông báo tái hiện sang tìm tòi khám phá

 Cá thể hóa việc dạy học

 Sử dụng tối ưu các phương tiện dạy học đặc biệt là tin học và công nghệ thông tin

 Tăng cường khả năng vận dụng kiến thức vào đời sống Chuyển từ lối học nặng về ghi nhớ kiến thức sang lối học coi trọng việc vận dụng kiến thức

 Cải tiến việc kiểm tra - đánh giá việc nắm vững kiến thức của học sinh

 Phục vụ ngày càng tốt hơn hoạt động tự học và phương châm học suốt đời

 Gắn dạy học với nghiên cứu khoa học với mức độ ngày càng cao (theo sự phát triển của học sinh, theo cấp học, bậc học)

1.2.3 Dạy học hướng vào người học [3]

Cách gọi khác: “Dạy học lấy học sinh làm trung tâm”

“Dạy học hướng tập trung vào học sinh”

Sau đây là một số nội dung cơ bản của tư tưởng dạy học hướng vào người học :

- Mục đích dạy học vì sự phát triển nhiều mặt của học sinh :

 Coi trọng lợi ích, nhu cầu, hứng thú của người học

 Phát huy cao nhất các năng lực tiềm ẩn của người học

 Hình thành cho người học phương pháp học tập khoa học, năng lực sáng tạo, khả năng thích ứng với môi trường…

- Phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo của người học

- Giáo viên không chỉ truyền đạt kiến thức mà quan trọng hơn là tổ chức ra những tình huống học tập kích thích trí tò mò, tư duy độc lập, sáng tạo của học sinh, hướng dẫn học sinh học tập

- Người học được tham gia vào quá trình đánh giá, tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau

1.2.4 Dạy học bằng hoạt động của người học [3]

Nội dung cơ bản của xu hướng đổi mới phương pháp này là tạo mọi điều kiện cho học sinh hoạt động càng nhiều càng tốt Theo lối dạy học cũ, hoạt động của thầy chiếm phần lớn thời gian trên lớp Trò chủ yếu ngồi nghe một cách thụ động, rất ít khi tham gia vào hoạt động chung của lớp Trò ít được phát biểu, càng rất ít khi được thắc mắc, hỏi thầy những điều không hiểu hay chưa được rõ Dạy như thế kết quả học tập bị hạn chế rất nhiều Người ta đã tìm cách làm giảm thời gian hoạt động của thầy và tăng thời gian hoạt động của trò trong một tiết học Với cách tiếp cận đó, thực chất của dạy học bằng hoạt động của người học là chuyển từ lối dạy cũ (thầy nặng về truyền đạt, trò tiếp thu một cách thụ động) sang lối dạy mới, trong đó vai trò chủ yếu của thầy là tổ chức, hướng dẫn hoạt động, trò chủ động tìm kiếm, phát hiện ra kiến thức

1.2.4.1 Ý nghĩa, tác dụng của dạy học bằng hoạt động của người học

- Dạy học bằng hoạt động của người học là một nội dung của dạy học hướng vào người học Học sinh chỉ có thể phát triển tốt các năng lực tư duy, khả năng giải quyết vấn đề, thích ứng với cuộc sống… nếu như họ có cơ hội hoạt động

- Dạy học bằng hoạt động của người học là một trong những con đường dẫn đến thành công của người giáo viên

- Dạy học bằng hoạt động của người học làm tăng hiệu quả dạy học

- Dạy học bằng hoạt động của người học có ý nghĩa đặt biệt quan trọng khi rèn luyện các kỹ năng dạy học cho sinh viên sư phạm vì kỹ năng chỉ có thể được hình thành qua hoạt động

1.2.4.2 Những biện pháp để tăng cường hoạt động của người học

- Thầy gợi mở, nêu vấn đề cho trò suy nghĩ

- Sử dụng câu hỏi dưới nhiều dạng khác nhau từ thấp đến cao

- Thầy yêu cầu trò nêu câu hỏi về các vấn đề mà bản thân thấy không hiểu hay chưa rõ

- Ra bài tập hay yêu cầu học sinh hoàn thành một nhiệm vụ học tập

- Giáo viên hướng dẫn học sinh làm việc với sách giáo khoa

- Tổ chức cho học sinh làm một vài thí nghiệm nhỏ

- Thảo luận nhóm

- Thuyết trình theo chủ đề

- Tổ chức cho học sinh nhận xét, góp ý, tham gia vào quá trình đánh giá lẫn nhau

- Câu lạc bộ hóa học

1.3.1 Khái niệm về bài tập hóa học

Theo nghĩa chung nhất, thuật ngữ “bài tập” (tiếng anh) là “Exercise”, tiếng pháp là “Exercice”

và tiếng Nga là “Uprêjnêniê” dùng để chỉ một hoạt động nhằm rèn luyện thể chất và tinh thần (trí tuệ).[24]

Theo từ điển tiếng Việt, bài tập là bài giao cho HS làm để vận dụng kiến thức đã học, còn bài toán là vấn đề cần giải quyết bằng phương pháp khoa học

Theo các nhà lý luận dạy học Liên Xô (cũ), bài tập bao gồm cả câu hỏi và bài toán, mà trong khi hoàn thành chúng HS nắm được hay hoàn thiện một tri thức hoặc một kỹ năng nào đó, bằng cách trả lời vấn đáp, trả lời viết hoặc có kèm theo thực nghiệm Hiện nay ở nước ta, thuật ngữ “bài tập” được dùng theo quan niệm này

BTHH là một vấn đề không lớn mà trong trường hợp tổng quát được giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và những thí nghiệm trên cơ sở các khái niệm, định luật, học thuyết và phương pháp hóa học [24]

Về mặt lý luận dạy học, để phát huy tối đa tác dụng của bài tập hóa học trong quá trình dạy học, người giáo viên phải sử dụng và hiểu nó theo quan điểm hệ thống và lý thuyết hoạt động Bài tập chỉ có thể thực sự là “bài tập” khi nó trở thành đối tượng hoạt động của chủ thể, khi có một người nào đó chọn nó làm đối tượng, mong muốn giải nó, tức là khi có một “người giải” Vì vậy, bài tập và người học có mối liên hệ mật thiết tạo thành một hệ thống toàn vẹn, thống nhất và liên hệ chặt chẽ với nhau

Sơ đồ cấu trúc của hệ bài tập: [12]

1.3.2 Tác dụng của bài tập hóa học

BTHH là một trong những phương tiện hiệu nghiệm cơ bản nhất để dạy học sinh tập vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, sản xuất và tập nghiên cứu khoa học, biến những kiến thức đã tiếp thu được qua bài giảng thành kiến thức của chính mình Kiến thức sẽ nhớ lâu khi được vận dụng thường xuyên như M.A Đanilôp nhận định: "Kiến thức sẽ được nắm vững thực sự, nếu HS có thể vận dụng thành thạo chúng vào việc hoàn thành những bài tập lý thuyết và thực hành".[12]

BÀI TẬP Những điều kiện

Những yêu cầu

NGƯỜI GIẢI Phép giải

Phương tiện giải

BTHH giúp cho học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú Chỉ có vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập học sinh mới nắm vững kiến thức một cách sâu sắc

BTHH là phương tiện để ôn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách tốt nhất

Thông qua bài tập hoá học, học sinh được rèn luyện các kỹ năng như kỹ năng viết và cân bằng phương trình hóa học, kỹ năng tính theo công thức và phương trình hóa học, kỹ năng thực hành…

BTHH giúp rèn luyện tư duy, phát triển trí thông minh cho HS Một số vấn đề lý thuyết cần phải đào sâu mới hiểu được trọn vẹn, một số bài toán có tính chất đặc biệt, ngoài cách giải thông thường còn có cách giải độc đáo nếu HS có tầm nhìn sắc sảo Đặc biệt là những bài tập có nhiều cách giải, yêu cầu HS giải bằng nhiều cách có thể có - tìm ra cách giải ngắn nhất, hay nhất - đó là một phương pháp rèn luyện tư duy cho học sinh Vì rằng giải một bài toán bằng nhiều cách dưới các góc độ khác nhau thì khả năng tư duy của HS tăng lên gấp nhiều lần so với giải bài toán bằng một cách và không phân tích, mổ xẻ đến nơi đến chốn

- BTHH còn được sử dụng như một phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới (hình thành khái niệm, định luật) Khi trang bị kiến thức mới, giúp HS tích cực, tự lực, lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc và bền vững

- BTHH còn làm chính xác hóa các khái niệm, định luật đã học

- BTHH phát huy tính tích cực, tự lực của HS và hình thành phương pháp học tập hợp lý

- BTHH còn là phương tiện để kiểm tra - đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS một cách chính xác

- Giáo dục đạo đức, tác phong như rèn tính kiên nhẫn, trung thực, chính xác, khoa học và sáng tạo, phong cách làm việc khoa học (có tổ chức, kế hoạch, …) nâng cao hứng thú học tập bộ môn, điều này thể hiện rõ khi giải bài tập thực nghiệm

Trên đây là một số tác dụng của BTHH, nhưng cần phải khẳng định rằng: Bản thân BTHH chưa

có tác dụng gì cả Không phải một BTHH "hay" thì luôn luôn có tác dụng tích cực ! Vấn đề phụ thuộc chủ yếu là "người sử dụng" nó, phải biết trao đúng đối tượng, phải biết cách khai thác triệt để mọi khía cạnh có thể có của bài toán, để học sinh tự tìm ra lời giải Lúc đó BTHH mới thực sự có ý nghĩa và phát huy được hết tác dụng của nó

1.3.3 Phân loại bài tập hóa học

Vì tầm quan trọng của bài tập đối với quá trình dạy học mà các thầy (cô) giáo hết sức quan tâm đến việc biên soạn hệ thống bài tập Hiện nay sách bài tập được sử dụng trong nhà trường rất đa dạng

và phong phú nên việc phân loại là rất khó khăn Tuy nhiên với mục đích nghiên cứu quá trình tư duy hóa học nhằm rèn luyện tư duy cho HS chúng tôi tạm phân ra làm hai loại sau :

Là loại bài tập để tìm được lời giải chỉ cần thiết lập mối quan hệ giữa cái đã cho và cái cần tìm dựa vào một vài đơn vị kiến thức đơn giản

 Bài tập phức tạp (bài tập gồm nhiều đơn vị cơ bản)[12]

Là loại BT mà quá trình giải phải thực hiện một chuỗi các lập luận logic, giữa cái đã cho và cái cần tìm thông qua một loạt các bài toán trung gian Bài toán trung gian là một bài toán cơ bản Để giải quyết một bài toán không cơ bản thì học sinh phải giải thành thạo các bài toán cơ bản và phải nhận ra quan hệ logic, mật thiết của bài toán thông qua quan hệ logic sơ đẳng Trong thực tế dạy học, GV không làm cho HS hiểu trọn vẹn một vấn đề, một bài toán, một quá trình suy luận (vì những lí do khách quan và chủ quan khác nhau) thông qua những câu hỏi

"tại sao ?" Về phía mình, HS cũng không biết đặt câu hỏi này, cuối cùng là đã hạn chế một cách đáng kể quá trình nhận thức, khả năng giải quyết vấn đề và tư duy hóa học của HS

1.3.4 Các phương pháp giải bài tập hóa học

1.3.4.1 Phương pháp bảo toàn khối lượng

Nguyên tắc : Trong các phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng

bằng tổng khối lượng các sản phẩm tạo thành ( không tính khối lượng của phần không tham gia phản ứng)

Ví dụ : Cho 22,4 gam hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2 Sau phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu được m gam muối clorua Giá trị của m là

y y 2y (mol)

Khối lượng muối thu được là NaCl và KCl :

2.0,1.58,5 + 2.0,1.74,5 = 26,6 gam → ĐÁP ÁN C

Cách 2 : Phương pháp bảo tồn khối lượng :

Theo ĐLBTKL : m(hỗn hợp ) + m(BaCl2) = m(kết tủa) + m

→ m = 24,4 + 0,2.208 - 39,4 = 26,6 (gam) → Đáp án C

1.3.4.2 Phương pháp bào tồn điện tích

Định luật bảo tồn điện tích được phát biểu dạng tổng quát : “Điện tích của một hệ thống cơ lập

thì luơn luơn khơng đổi tức là được bảo tồn”

Từ định luật trên ta cĩ thể suy ra một số hệ quả :

Hệ quả 1 : (định luật trung hịa điện)

Trong dung dịch các chất điện ly hoặc chất điện ly nĩng chảy thì tổng số điện tích dương của các cation bằng tổng số đơn vị điện tích âm của các anion

Ví dụ : Dung dịch A cĩ chứa các ion sau: Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0,1mol Cl- và 0,2 mol NO3

Hệ quả 2: (phương pháp bảo tồn electron )

Trong các phản ứng oxi hĩa – khử thì : Tổng số mol electron do chất khử phĩng ra luơn bằng

tổng số mol electron chất oxi hĩa thu vào :

e cho  e nhận

Fe dư và các oxit của nó Hòa tan hoàn toàn X bằng dd HNO3 đặc thu được 4,48 lít NO2 (đktc) Tính

m

Hướng dẫn giải Phân tích : HS có thể viết các phương trình phản ứng tạo các oxit và các oxit tác dụng với HNO3 rồi lập các phương trình đại số để giải Tuy nhiên nếu HS nắm được bản chất quá trình cho - nhận electron trong bài tập này thì giải bài tập này rất ngắn gọn Cụ thể như sau :

Nhận thấy Fe nhường electron cho O2 tạo hỗn hợp X, sau đó X nhường electron cho HNO3 để tạo

1.3.4.3 Phương pháp bảo toàn nguyên tố

Nguyên tắc : Trong các phản ứng hóa học thông thường, các nguyên tố luôn được bảo toàn Điều này có nghĩa là : Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kì trước và sau phản ứng luôn

luôn bằng nhau

Ví dụ : Thổi từ từ V lit hỗn hợp khí X (đktc) gồm CO và H2 đi qua ống đựng 16,8 gam hỗn hợp

3 oxit : CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng, phản ứng hoàn toàn Sau phản ứng thu được m gam chất rắn và một hỗn hợp khí nặng hơn khối lượng của hỗn hợp X là 0,32 gam Giá trị của V và m lần lượt là

A 0,224 và 14,48 B 0,672 và 18,46

C 0,112 và 12,28 D 0,448 và 16,48

Hướng dẫn giải Thực chất phản ứng khử các oxit trên là :

CO + O → CO2

H2 + O → H2O

Khối lượng hỗn hợp khí tạo thành nặng hơn hỗn hợp khí ban đầu chính là khối lượng của nguyên tử oxi trong các oxit tham gia phản ứng Do vậy :

1.3.4.4 Phương pháp tăng giảm khối lượng

Nguyên tắc : Dựa vào sự tăng giảm khối lượng khi chuyển từ chất này sang chất khác để xác định khối lượng một hỗn hợp hay một chất

Ví dụ 1 : Cho 43 gam hỗn hợp gồm BaCl2 và CaCl2 vào 1 lít dd gồm Na2CO3 0,1 M và (NH4)2CO3 0,25 M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 39,7 g kết tủa A và dd B Tính % khối lượng các chất trong A

Hướng dẫn giải Phân tích : Vì cả CaCl2 và BaCl2 đều tạo kết tủa được với Na2CO3 và (NH4)2CO3 nên kết tủa sinh ra là gồm CaCO3 và BaCO3 Do đó, không biết BaCl2 và CaCl2 phản ứng hết hay Na2CO3 và (NH4)2CO3 phản ứng hết Nếu giải biện luận từng trường hợp thì rất mất thời gian Có thể giải bài toán theo phương pháp tăng giảm khối lượng như sau :

1 , 0 7

, 39 100

197

3 , 0

y

x y

x

y x

% BaCO3 =

7,39

197.1,0

.100 = 49,62 %

Ví dụ 2 : Hòa tan m gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (có hóa trị không đổi) trong dung dịch HCl

dư thì thu được 1,008 lit khí (đktc) và dung dịch chứa 4,575g muối khan Giá trị của m là

Cách 2 : Tính theo phương pháp tăng giảm khối lượng :

Cứ 1 mol kim loại pư thì khối lượng muối tăng 71 gam và giải phóng 1 mol H2 Vậy khối lượng kim loại đã dùng là :

m = 4,575 – (0,045.71) = 1,38 (gam) → Đáp án B

1.3.4.5 Phương pháp dùng các giá trị trung bình

 Điều kiện của bài toán khi giải bằng phương pháp trung bình

Một hỗn hợp gồm nhiều chất cùng tác dụng với một chất khác thì có thể thay thế hỗn hợp đó bằng một công thức trung bình với các điều kiện :

 Các phản ứng xảy ra phải xảy ra cùng loại và cùng hiệu suất

 Số mol, thể tích hay khối lượng của chất trung bình phải bằng số mol, thể tích hay khối lượng của hỗn hợp

 Các kết quả phản ứng của chất trung bình phải y hệt như kết quả phản ứng của toàn bộ hỗn hợp

Công thức của chung cho toàn bộ hỗn hợp là công thức trung bình

Khối lượng mol phân tử, số nguyên tử của các nguyên tố, số nhóm chức,…thuộc công thức trung bình là các giá trị trung bình : M, , , x y n

 Công thức khối lượng mol phân tử trung bình hỗn hợp ( )

 là khối lượng trung bình của một mol hỗn hợp

 không phải hằng số mà có giá trị phụ thuộc vào thành phần về lượng các chất trong hỗn hợp :

1 1 2 2 3 3 hh

n M + n M + n MKhối lượng hỗn hợp

Trong đĩ nA là số mol hỗn hợp chất hữu cơ

Nguyên tắc : Dùng khối lượng mol trung bình M để xác định khối lượng mol các chất trong hỗn hợp đầu

M1 < M< M2 ( trong đĩ M1< M2 ) Đây là một trong những phương pháp được ứng dụng rất phổ biến để giải các bài tốn hĩa học, đặt biệt là các bài tốn hĩa hữu cơ Nĩ cho phép giải nhanh chĩng và đơn giản nhiều bài tốn gồm hỗn hợp các chất rắn, lỏng cũng như khí

Ví dụ : Hồ tan hồn tồn 2,84g hỗn hợp X gồm hai muối cacbonat của hai kim loại nhĩm IIA thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng hệ thống tuần hồn bằng dd HCl, sau phản ứng thấy khối lượng dd tăng 1,52 gam Giả sử nước bay hơi khơng đáng kể, xác định tên của hai kim loại đĩ

Hướng dẫn giải Phân tích : Nếu viết phương trình hĩa học của riêng từng muối tác dụng với dd HCl thì ẩn số của bài tốn là 4, trong khi giả thiết cho chỉ lập được 2 phương trình Vì cả hai KL đều ở nhĩm IIA nên đều cĩ hĩa trị II, do đĩ, gọi M là kí hiệu chung cho 2 KL cần tìm, cách giải bài tốn như sau :

MCO3 + 2HCl  MCl2 + H2O + CO2 (1)

0,03 0,03

MCO

M = + 60 =

03,

0 = 94,67 = 94,67 – 60 = 34,67

Vì thuộc hai chu kì liên tiếp nên hai kim loại đó là Mg (M=24) và Ca (M=40)

1.3.4.6 Phương pháp quy đổi

Một số bài toán hóa học có thể giải nhanh bằng các phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tử, bảo toán khối lượng Song, phương pháp quy đổi cũng tìm ra đáp số rất nhanh và đó là phương pháp tương đối ưu việt, có thể vận dụng vào các bài tập trắc nghiệm để phân loại học sinh

Các chú ý khi dùng phương pháp quy đổi :

 Khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất (hỗn hợp X) từ 3 chất trở lên thành hỗn hợp 2 chất hay 1 chất ta phải bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn số mol hỗn hợp

 Có thể quy đổi hỗn hợp X về bất kì cặp chất nào, thậm chí quy đổi về một chất Tuy nhiên ta

nên chọn cặp chất nào đơn giản có ít phản ứng oxi hóa-khử nhất để đơn giản việc tính toán

 Trong quá trình tính toán theo phương pháp quy đổi đôi khi ta gặp số âm đó là do sự bù trừ

khối lượng của các chất trong hỗn hợp Trong trường hợp này ta vẫn tính toán bình thường và kết quả cuối cùng vẫn thỏa mãn

 Khi quy đổi hỗn hợp X về một chất là FexOy thì oxit FexOy tìm được chỉ là oxit giả định không có thực

Ví dụ : Nung 8,4g sắt trong không khí, sau phản ứng thu được m gam chất rắn X gồm Fe,

Fe2O3, Fe3O4, FeO Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO3 dư thu được 2,24 lit khí NO2(đktc)

là sản phẩm khử duy nhất Giá trị của m là

A 11,2 B 10,2 C 7,2 D 6,9

Hướng dẫn giải + Quy hỗn hợp về hai chất Fe và Fe2O3 : Hòa tan hỗn hợp X vào dung dịch HNO3 dư ta có :

Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

0,1(mol)

→ mX = 0,1*56 0,35*160 11,2( )

3  6  g → Chọn A

+ Quy hỗn hợp về hai chất FeO và Fe2O3

FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O 0,1(mol) ← 0,1 (mol)

Ta có :

2

2Fe + O 2FeO 0,1(mol) 0,1 (mol) 0,15(mol)

4Fe + 3O 2Fe O 0,05(mol) 0,025(mol)

Chú ý : Ta vẫn có thể quy đổi hỗn hợp X về hai chất (FeO và Fe3O4) hoặc (Fe và FeO), hoặc (Fe

và Fe3O4) nhưng việc giải trở nên phức tạp

Nhận xét : Quy đổi hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 về hỗn hợp hai chất là FeO và Fe2O3 là đơn giản nhất

1.3.4.7 Phương pháp đường chéo

Phương pháp này dùng để giải các bài tập xác định thành phần hỗn hợp chứa 2 chất không phản ứng với nhau

Bài toán này thường cho biết khối lượng mol trung bình, tỷ khối của hỗn hợp hoặc số nguyên tử cacbon trung bình (toán hữu cơ) Ta sử dụng sơ đồ đường chéo được lập trên cơ sở sau :

Gọi số mol của chất A là nA, khối lượng mol là MA

Gọi số mol của chất B là nB, khối lượng mol là MB

Khối lượng mol trung b́nh của hỗn hợp là M

Giả sử MB > M > MA Sơ đồ đường chéo biểu diễn như sau :

Từ đó có thể tính được khối lượng hoặc số mol từng chất trong hỗn hợp

Hoặc khi trộn lẫn 2 dung dịch có nồng độ khác nhau hay trộn lẫn chất tan vào dung dịch chứa chất tan đó, để tính được nồng độ dung dịch tạo thành ta có thể giải bằng nhiều cách khác nhau, nhưng nhanh nhất vẫn là phương pháp đường chéo Đó là giải bài toán trộn lẫn "qui tắc trộn lẫn" hay "sơ đồ

→ rồi làm tương tự như trên

Ta thấy nếu làm theo sơ đồ đường chéo sẽ nhanh và đở mất thời gian tính toán hơn cách 1

1.3.4.8 Lập sơ đồ hợp thức của quá trình chuyển hóa, tìm mối quan hệ giữa chất đầu và chất cuối

Phương pháp này dùng để giải các bài toán hỗn hợp bao gồm nhiều quá trình phản ứng xảy ra, ta chỉ cần lập sơ đồ hợp thức, sau đó căn cứ vào chất đầu và chất cuối, bỏ qua các phản ứng trung gian

Ví dụ : Cho 11,2 gam Fe và 2,4 gam Mg tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư Sau phản ứng thu được dung dịch A Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thu được kết tủa B Nung B trong không khí đến khối lượng không đổi được m (gam) chất rắn Tính giá trị m

Hướng dẫn giải Dựa vào sự thay đổi chất đầu và chất cuối ta được sơ đồ hợp thức :

- Thổi khí CO2 vào dung dịch chứa hiđroxit của kim loại nhóm IIA

- Rót từ từ dung dịch kiềm đến dư vào dung dịch muối nhôm hoặc muối kẽm hoặc muối crom (III)

- Rót từ từ dung dịch axit đến dư vào dung dịch muối có chứa anion AlO2

hoặc ZnO2

hoặc CrO2

* Phương pháp thông thường

Phương trình hoá học của những phản ứng lần lượt xảy ra như sau :

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (1)

CO2 + H2O + CaCO3  Ca(HCO3)2 (2)

Ta có : Số mol Ca(OH)2 = 2 0,02 = 0,04 (mol)

Số mol CaCO3 = 1 : 100 = 0,01 (mol)

Theo phương trình ta có :

Số mol CO2 = Số mol CaCO3 = 0,01 (mol)

= Số mol Ca(OH)2 < 0,04 (mol)

Vậy, A có % CO2 =  100%2,24%

10

4,2201,0

Trường hợp 2 : Cả phản ứng (1) và (2) đều xảy ra  Ca(OH)2 hết

Theo phương trình (1) :

Số mol CaCO3 (1) = Số mol Ca(OH)2 = 0,04 (mol)

 Số mol CaCO3 (2) = 0,04 - 0,01 = 0,03 (mol)

Dựa vào đồ thị, nếu sau phản ứng thu được 1 gam kết tủa thì ta có ngay :

Trường hợp 1 : Số mol CO2 = 0,01 (mol)

Trường hợp 2 : Số mol CO2 = 0,07 (mol)

1.3.4.10 Phương pháp biện luận

Nguyên tắc : Có nhiều bài toán hóa học có số phương trình lập được ít hơn số ẩn số Để giải

các bài toán thường phải dùng phương pháp biện luận Ta có thể biện luận theo các nội dung sau :

- Biện luận theo hoá trị hay số oxi hoá

0,04

0,01

- Biện luận theo nguyên tử khối hay phân tử khối của chất

- Biện luận theo quy luật của phản ứng

- Biện luận theo tính chất của chất

- Biện luận theo khối lượng chất

Ví dụ : Cho 3,06g oxit MxOy tác dụng hết với dung dịch HNO3, khi cô cạn dung dịch thấy tạo ra 5,22g muối khan Xác định kim loại M biết nó chỉ có một hoá trị duy nhất

Phân tích : MxOy + 2y HNO3 → x M(NO3)

x y

1.3.5 Quá trình giải bài tập hóa học [12]

Bao gồm các giai đoạn cơ bản sau :

Giai đoạn 1 : Nghiên cứu đề bài :

Ở giai đoạn này yêu cầu học sinh phải đọc kỹ đề bài, phân tích các điều kiện và yêu cầu của đề bài Việc tóm tắt đề bài dưới dạng sơ đồ là việc làm rất cần thiết để tăng tính trực quan của bài toán, tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng tiến trình luận giải

Sau khi đọc kỹ đầu bài, học sinh viết tất cả các phương trình phản ứng có thể xảy ra; đổi các dữ kiện không cơ bản sang dữ kiện cơ bản

Giai đoạn 2 : Xây dựng tiến trình luận giải:

Đây thực chất là tìm con đường đi từ cái đã cho đến cái cần tìm Việc tìm ra con đường này thông thường được thực hiện bằng cách phân tích đi lên Tức là xuất phát từ yêu cầu của bài toán (gọi

là K) Muốn có K cần phải có cái gì (gọi là I); Muốn có cần phải có H…

Từ sự phân tích đó, sẽ giúp học sinh xây dựng được tiến trình luận giải bài tập Tiến trình này có thể tóm tắt theo sơ đồ

M 68,5 137 205,5 Kim loại Loại Bari (Ba) Loại

hay các công thức, định luật…; H, I… là các kết quả trung gian; K là câu hỏi (điều cần tìm) của bài tập

Giai đoạn 3 : Thực hiện tiến trình giải :

Đây là quá trình trình bày lời giải một cách tường minh từ giả thiết đến cái cần tìm

Để giải một bài toán phức hợp nhất định học sinh phải giải thành thạo các bài toán trung gian và phải nhận ra quan hệ logic toàn bài thông qua các quan hệ logic sơ đẳng Nếu vì lí do nào đó mà giáo viên không làm cho học sinh hiểu trọn vẹn một vấn đề, một bài toán, một quá trình suy luận thông qua những câu hỏi “Tại sao”; về phía học sinh cũng không biết tự đặt ra câu hỏi này thì đã hạn chế một cách đáng kể quá trình nhận thức, khả năng giải quyết vấn đề và phát triển tư duy của học sinh

Giai đoạn 4 : Đánh giá việc giải :

Bằng cách khảo sát lại lời giải đã tìm được để kiểm tra toàn bộ quá trình giải Sau đó tìm câu trả lời cho các vấn đề đặt ra : Lời giải trên đã tối ưu hay chưa? Có cách nào khác có thể đi đến kết quả tốt hơn không? Tính đặc biệt của bài tập là gì? Nếu cho rằng việc giải một bài tập đã hoàn toàn kết thúc khi tìm ra một lời giải và trình bày sạch sẽ, rõ ràng lời giải đó, thì đó là một sai lầm Bởi vì chúng ta đã

bỏ qua một giai đoạn có ý nghĩa rất quan trọng mà qua đó có thể củng cố kiến thức, phát triển khả năng giải bài tập, đó chính là giai đoạn nhìn lại cách giải, khảo sát, phân tích kết quả và con đường đã đi 1.4 Cơ sở lí luận về tư duy

1.4.1 Khái niệm về tư duy

L.N Tônxtôi đã viết : "Kiến thức chỉ thực sự là kiến thức khi nào nó là thành quả những cố gắng của tư duy chứ không phải của trí nhớ" Như vậy, HS chỉ thực sự lĩnh hội được tri thức chỉ khi họ thực

sự tư duy [16]

Theo M.N Sacđacôp : "Tư duy là sự nhận thức khái quát gián tiếp các sự vật và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính chung và bản chất của chúng Tư duy cũng là sự nhận thức sáng tạo những sự vật, hiện tượng mới, riêng rẽ của hiện thực trên cơ sở những kiến thức khái quát hóa đã thu nhận được.[29]

Hay : “Tư duy là một quá trình tâm lý mà nhờ đó con người phản ánh được cái đối tượng và hiện tượng của hiện thực thông qua những dấu hiệu bản chất của chúng, đồng thời con người vạch ra được những mối quan hệ khác nhau trong mỗi đối tượng, hiện tượng và giữa các đối tượng, hiện tượng với nhau" [23]

Còn theo tác giả Nguyễn Xuân Trường (Đại học Sư Phạm Hà Nội) thì "tư duy là hành động trí tuệ nhằm thu thập và sử lí thông tin về thế giới quanh ta và thế giới trong ta Chúng ta tư duy để hiểu, làm chủ tự nhiên, xã hội và chính mình".[21]

1.4.2 Những đặc điểm của tư duy

- Quá trình tư duy nhất thiết phải sử dụng ngôn ngữ là phương tiện : Giữa tư duy và ngôn ngữ có mối quan hệ không thể chia cắt, tư duy và ngôn ngữ phát triển trong sự thống nhất với nhau Tư duy dựa vào ngôn ngữ nói chung và khái niệm nói riêng Mỗi khái niệm lại được biểu thị bằng một hay một tập hợp từ Vì vậy, tư duy là sự phản ánh nhờ vào ngôn ngữ Các khái niệm là những yếu tố của tư duy

Sự kết hợp các khái niệm theo những phương thức khác nhau, cho phép con người đi từ ý nghĩ này sang ý nghĩ khác

+ Tư duy phản ánh khái quát :

Tư duy phản ánh hiện thực khách quan, những nguyên tắc hay nguyên lý chung, những khái niệm hay vật tiêu biểu Phản ánh khái quát là phản ánh tính phổ biến của đối tượng Vì thế những đối tượng riêng lẻ đều được xem như một sự thể hiện cụ thể của quy luật chung nào đó Nhờ đặc điểm này, quá trình tư duy bổ sung cho nhận thức và giúp con người nhận thức hiện thực một cách toàn diện hơn

+ Tư duy phản ánh gián tiếp :

Tư duy giúp ta hiểu biết những gì không tác động trực tiếp, không cảm giác và quan sát được, mang lại những nhận thức thông qua các dấu hiệu gián tiếp Tư duy cho ta khả năng hiểu biết những đặc điểm bên trong, những đặc điểm bản chất mà các giác quan không phản ánh được

+ Tư duy không tách rời quá trình nhận thức cảm tính :

Quá trình tư duy bắt đầu từ nhận thức cảm tính, liên hệ chặt chẽ với nó trong quá trình đó nhất thiết phải sử dụng những tư liệu của nhận thức cảm tính

1.4.3 Các thao tác tư duy và phương pháp logic

Sự phát triển tư duy nói chung được đặc trưng bởi sự lũy tích các thao tác tư duy thành thạo và vững chắc của con người Một trong những hình thức quan trọng của tư duy hóa học là những khái niệm khoa học Việc hình thành và vận dụng các khái niệm, cũng như việc thiết lập các mối quan hệ giữa chúng được thực hiện trong quá trình sử dụng các thao tác tư duy như : phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa, cụ thể hóa kết hợp với các phương pháp hình thành phán đoán mới

là quy nạp, diễn dịch, suy diễn và loại suy

- Phân tích : Là hoạt động tư duy tách các yếu tố bộ phận của sự vật, hiện tượng nhằm mục đích

nghiên cứu chúng một cách đầy đủ, trọn vẹn theo hướng nhất định

Chẳng hạn, HS không thể nắm vững tính chất hóa học của một chất hữu cơ một cách sâu sắc và bền vững nếu như không phân tích kỹ công thức cấu tạo của chất đó Hoặc phân tích mọi khía cạnh có thể có của đề bài là cơ sở để giải đúng và đầy đủ mọi BTHH

nắm được cái toàn bộ của sự vật, hiện tượng Để hiểu đầy đủ các nhóm nguyên tố phải dựa trên kết quả tổng hợp của việc phân tích nghiên cứu đặc điểm cấu tạo cũng như tính chất của từng nguyên tố cụ thể Kết quả của quá trình nhận thức là hoạt động cân đối và mật thiết giữa phân tích và tổng hợp Sự phân tích sâu sắc, phong phú là điều kiện quan trọng để tổng hợp được chính xác, trọn vẹn, ngược lại tổng hợp sơ bộ tạo tiền đề quan trọng cho sự phân tích

- So sánh : Là thiết lập sự giống nhau và khác nhau giữa các sự vật, hiện tượng và giữa những

khái niệm phản ánh chúng

Ở đây, có hai cách phát triển tư duy so sánh :

+ So sánh liên tiếp (tuần tự) : Trong giảng dạy hóa học thường dùng phương pháp này khi HS

tiếp thu kiến thức mới So sánh với kiến thức đã học để HS hiểu sâu sắc hơn

+ So sánh đối chiếu : Nghiên cứu hai đối tượng (hai chất, hai phản ứng, hai phương pháp ….)

cùng một lúc trên cơ sở phân tích từng bộ phận để đối chiếu với nhau

Tóm lại, trong giảng dạy hóa học so sánh là phương pháp tư duy rất hiệu nghiệm nhất là khi hình

thành khái niệm

- Cụ thể hóa :

Cụ thể : Là sự vật hiện tượng trọn vẹn, đầy đủ các tính chất, các mối quan hệ giữa các thuộc tính

với nhau và với môi trường xung quanh

Cụ thể hóa : Là hoạt động tư duy tái sản sinh ra hiện tượng và đối tượng với các thuộc tính bản

chất của nó

Vận dụng định luật tuần hoàn có các chu kỳ khác nhau cho thấy sự biến thiên tuần hoàn không có nghĩa sao y nguyên xi tính chất của chu kì trước mà luôn có sự phát triển một cách cơ sở

- Trừu tượng hóa

Trừu tượng : Là một bộ phận của toàn bộ, tách ra khỏi toàn bộ, nó cô lập ra khỏi các mối quan hệ của các bộ phận, mà nó chỉ giữ lại các thuộc tính cơ bản và tước bỏ những thuộc tính không cơ bản Cụ thể có tri giác trực tiếp được Trừu tượng không tri giác trực tiếp được Trong nhận thức có quy luật phát triển là từ cụ thể trừu tượng Trừu tượng hóa là sự phản ánh bản chất cô lập các dấu hiệu, thuộc tính bản chất Tìm hiểu cấu tạo nguyên tử và sự chuyển động của electron trong nguyên tử làm tiền đề

để thông hiểu sự hình thành các liên kết hóa học … liên kết  , , hiđro, những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất lí hóa của các chất

- Khái quát hóa

Là bước cần thiết của trừu tượng hóa Mỗi vật thể (chất, phản ứng …) với đầy đủ các dấu hiệu bản chất và không bản chất, dấu hiệu chung, riêng Xác định thuộc tính bản chất và chung của mọi loại đối tượng, từ đó hình thành lên một khái niệm Đó là khái quát hóa

*Những hình thức cơ bản của tư duy

-Khái niệm : Là một tư tưởng phản ánh những dấu hiệu bản chất riêng biệt của sự vật hiện tượng

Khái niệm đóng vai trò quan trọng trong quá trình tư duy, được xây dựng trên cơ sở các thao tác

tư duy, nó làm điểm tựa cho tư duy phân tích và là cơ sở để đào sâu kiến thức, tiến tới xây dựng khái niệm mới Ngoài ra, các hoạt động suy luận, khái quát hóa, trừu tượng hóa nhờ có khái niệm mới có cơ

sở để tư duy và đi sâu thêm vào bản chất của sự vật hiện tượng

- Phán đoán : Là sự tìm hiểu tri thức về mối quan hệ giữa các khái niệm, sự phối hợp giữa các

khái niệm, thực hiện theo một nguyên tắc, quy luật bên trong

- Suy lý : Hình thức suy nghĩ liên hệ các phán đoán với nhau để tạo thành phán đoán mới gọi là

suy lý Suy lý được cấu tạo bởi hai bộ phận :

+ Các phán đoán có trước gọi là tiên đề

+ Các phán đoán có sau gọi là kết luận (dựa vào tính chất của tiên đề để kết luận)

Suy lý chia làm ba loại : Loại suy, suy lý quy nạp và suy lý diễn dịch

+ Loại suy : Là hình thức tư duy đi từ cái riêng biệt này đến cái riêng biệt khác Loại suy cho ta

những dự đoán chính xác sự phụ thuộc và sự hiểu biết về hai đối tượng Khi đã nắm vững các thuộc tính cơ bản của đối tượng thì loại suy sẽ chính xác Chẳng hạn, khi nghiên cứu các loại hợp chất hữu cơ chỉ cần xét kỹ các hợp chất tiêu biểu nhất, còn các chất khác trong dãy đồng đẳng dễ dàng biết được bằng phương pháp loại suy

+ Suy lý quy nạp : Suy lý từ quy nạp đến phổ biến, từ những hoạt động tới quy luật Do đó, quá

trình tư duy, sự suy nghĩ theo quy nạp chuyển từ việc nhận thức các hiện tượng riêng lẻ đến nhận thức cái chung Vì thế các suy lý quy nạp là yếu tố cấu trúc của tri thức khái quát của việc hình thành khái niệm và của việc nhận thức định luật

+ Suy lý diễn dịch : Là cách suy nghĩ đi từ cái chung, định luật, quy tắc, khái niệm chung đến các

sự vật hiện tượng riêng lẻ

Quá trình suy lý diễn dịch có thể là :

● Từ tổng quát đến ít tổng quát hơn

● Từ phán đoán có tính chất tổng quát này đến các phán đoán có tính chất tổng quát khác

Trong quá trình tư duy quy nạp và suy diễn bao giờ cũng liên hệ mật thiết với nhau giống như phân tích và tổng hợp Quá trình này được thực hiện trong phương pháp xác định mối liên hệ nhân quả

quan trọng trong tất cả các hoạt động của tư duy Việc hướng dẫn quy tắc lôgic trong suy lý tạo được hiệu quả lớn trong quá trình lĩnh hội tri thức

Rèn luyện tư duy lôgic trong dạy học hóa học là tạo cho HS có phương pháp tư duy từ khái niệm đến phán đoán, suy lý thông thường qua mọi câu hỏi, mọi vấn đề và phải được tiến hành thường xuyên liên tục

1.4.4 Tư duy khoa học tự nhiên

Tư duy khoa học tự nhiên được đặc trưng bằng các phương pháp nhận thức khoa học tự nhiên, bao gồm :

- Hiểu vấn đề

- Xác định vấn đề một cách chính xác

- Xác định giới hạn giữa nó và các vấn đề khác

- Nghiên cứu tất cả các yếu tố liên quan đến vấn đề đã nêu

- Vạch kế hoạch tìm tòi cách giải quyết

- Chọn lựa những suy đoán chính xác nhất

- Tiến hành thực nghiệm kiểm tra giả thuyết

- Thực nghiệm đánh giá kết quả

- Rút ra kết luận và cơ sở khoa học của chúng

- Chọn lựa phương án giải quyết tối ưu

- Mở rộng kết quả sang trường hợp tương tự

1.4.5 Tư duy hóa học

Với tư duy toán thì 1 + 2 = 3

A + B = A  B

Nhưng với tư duy hóa học thì A + B không phải là phép cộng thuần túy của toán học, mà là xảy ra

sự biến đổi nội tại của các chất để tạo thành chất mới, theo những nguyên lý, quy luật, những mối quan

hệ định tính và định lượng của hóa học

- Cơ sở của tư duy hóa học là sự liên hệ quá trình phản ứng sự tương tác giữa các tiểu phân vô cùng nhỏ bé của thế giới vi mô (nguyên tử, phân tử, ion, electron, )

- Đặc điểm của quá trình tư duy hóa học là sự phối hợp chặt chẽ, thống nhất giữa những hiện tượng cụ thể quan sát được với những hiện tượng cụ thể không quan sát được, ngay cả khi dùng kính

hiển vi điện tử, mà chỉ dùng kí hiệu, công thức để biểu diễn mối liên hệ bản chất của các hiện tượng

nghiên cứu

Vậy bồi dưỡng phương pháp và năng lực tư duy hóa học là bồi dưỡng cho học sinh biết vận dụng thành thạo các thao tác tư duy và phương pháp lôgic, dựa vào những dấu hiệu quan sát được mà phán đoán về tính chất và sự biến đổi nội tại của chất, của quá trình

Như vậy cũng giống như tư duy khoa học tự nhiên, toán học và vật lý, tư duy hóa học cũng sử dụng các thao tác tư duy vào quá trình nhận thức thực tiễn và tuân theo quy luật chung của quá trình nhận thức

Hóa học là bộ môn khoa học lý thuyết và thực nghiệm có lập luận, trên cơ sở những kỹ năng quan sát các hiện tượng hóa học, phân tích các yếu tố cấu thành và ảnh hưởng, thiết lập những sự phụ thuộc xác định để tìm ra những mối liên hệ giữa các mặt định tính và định lượng, quan hệ nhân quả của các hiện tượng và quá trình hóa học, xây dựng nên các nguyên lý, quy luật, định luật, rồi trở lại vận dụng

để nghiên cứu những vấn đề của thực tiễn

 Những phẩm chất của tư duy thể hiện ở :

a) Khả năng định hướng : Ý thức nhanh chóng và chính xác đối tượng cần lĩnh hội, mục đích

phải đạt được và những con đường tối ưu đạt được mục đích đó

b) Bề rộng : Có khả năng vận dụng nghiên cứu các đối tượng khác

c) Độ sâu : Nắm vững ngày càng sâu sắc hơn bản chất của sự vật, hiện tượng

d) Tính linh hoạt : Nhạy bén trong việc vận dụng những tri thức và cách thức hành động vào

những tình huống khác nhau một cách sáng tạo

e) Tính mềm dẻo : Thể hiện ở hoạt động tư duy được tiến hành theo các hướng xuôi ngược chiều f) Tính độc lập : Thể hiện ở chỗ tự mình phát hiện ra vấn đề, đề xuất cách giải quyết và tự giải

quyết được vấn đề

g) Tính khái quát : Khi giải quyết một loại vấn đề nào đó sẽ đưa ra được mô hình khái quát, trên

cơ sở đó để có thể vận dụng để giải quyết các vấn đề tương tự, cùng loại

1.4.6 Mối quan hệ giữa bài tập hóa học và rèn luyện tư duy

Theo thuyết hoạt động có đối tượng thì năng lực chỉ có thể hình thành và phát triển trong hoạt động Để giúp HS phát triển năng lực tư duy, mà đỉnh cao là tư duy sáng tạo, thì cần phải rèn luyện cho

HS hoạt động tư duy sáng tạo, mà đặc trưng cơ bản nhất là tạo ra những phẩm chất tư duy mang tính mới mẻ Trong học tập hóa học, một trong những hoạt động chủ yếu để rèn luyện tư duy cho HS là

Trực quan

sinh động

Tư duy trừu tượng

Thực tiễn

lực trí tuệ được phát triển, học sinh sẽ có những sản phẩm tư duy mới, thể hiện ở :

- Năng lực phát hiện vấn đề mới

- Tìm ra hướng đi mới

- Tạo ra kết quả mới

Để làm được điều đó, trước hết người giáo viên cần chú ý hoạt động giải BTHH để tìm ra đáp số

không phải chỉ là mục đích mà chính là phương tiện hiệu nghiệm để rèn luyện tư duy cho HS BTHH

phải đa dạng phong phú về thể loại và được sử dụng trong tất cả các khâu của quá trình dạy học như nghiên cứu tài liệu mới, ôn tập, luyện tập, kiểm tra … Thông qua hoạt động giải bài tập hóa học, mà các thao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, trừu tượng hóa, … thường xuyên được rèn luyện và phát triển, các năng lực: quan sát, trí nhớ, óc tưởng tượng, suy nghĩ độc lập, … không ngừng được nâng cao, biết phê phán nhận xét đúng, tạo hứng thú và lòng say mê học tập, … để rồi cuối cùng tư duy của HS được rèn luyện và phát triển thường xuyên, đúng hướng, thấy được giá trị lao động, nâng khả năng hiểu biết thế giới của HS lên một tầm cao mới, góp phần cho quá trình hình thành nhân cách của HS

Giải Kiểm tra

Tổng

hợp

So sánh

Khái quát hóa

Trừu tượng hóa

Quan sát

Trí nhớ

Tưởng tượng

Phê phán

Trong sơ đồ trên người học - chủ thể của hoạt động, còn giáo viên - người tổ chức - điều khiển, làm sao để phát huy tối đa năng lực độc lập suy nghĩ của học sinh, có độc lập mới biết phê phán, có phê phán mới có khả năng nhìn thấy vấn đề và có khả năng sáng tạo được Thông qua hoạt động giải, tùy theo từng loại bài tập, nội dung cụ thể, với đối tượng cụ thể mà các năng lực này được trao dồi và rèn luyện nhiều hơn các năng lực khác

 Tình hình sử dụng BTHH để rèn luyện tư duy cho học sinh hiện nay

Thực tiễn cho thấy BTHH không chỉ có tác dụng ôn tập, củng cố kiến thức đã học mà còn có tác dụng để phát triển kiến thức, phát triển năng lực tư duy và rèn trí thông minh cho HS Tuy nhiên, việc

sử dụng BTHH như là một phương pháp dạy học hiệu nghiệm thì chưa được chú ý đúng mức

- BTHH theo nghĩa rộng để vận dụng khi giải bài mới chưa được nghiên cứu vận dụng

- Thầy (cô) giáo và học sinh đều quan tâm đến kết quả của bài toán nhiều hơn quá trình giải toán Tất nhiên, trong quá trình giải các thao tác tư duy được vận dụng, các kĩ năng suy luận, kĩ năng tính toán, kĩ năng viết và cân bằng phương trình phản ứng được rèn luyện Thế nhưng, nếu chú ý rèn tư duy cho học sinh trong quá trình giải thì việc giải để đi đến đáp số của các bài toán sẽ đơn giản hơn rất nhiều

- Từ việc nắm kiến thức trong khi nghiên cứu bài mới không vững chắc, thời gian dành cho luyện tập ít, không có điều kiện phân tích, mổ xẻ bài toán thật chi tiết, để hiểu cặn kẽ từng chữ, từng câu, từng điều kiện, từng khái niệm, những kiến thức nào được vận dụng, những cách giải nào có liên quan Trong mọi trường hợp luôn luôn đặt câu hỏi "Tại sao ?", phải lý giải và lý giải được, không được bỏ qua một chi tiết nào dù là nhỏ đến đâu đi nữa Nếu làm được thì kĩ năng suy luận lôgic, các thao tác tư duy, tổng hợp, khái quát hóa mới thường xuyên được rèn luyện và phát triển

- Đối với cách dạy thông thường thì chỉ cần tổ chức cho học sinh hoạt động tìm ra đáp số của bài toán Để rèn luyện tư duy cho học sinh thì làm như thế là chưa đủ, mà phải cho học sinh trả lời các câu hỏi sau : Thông qua bài này lĩnh hội được những kiến thức gì cho mình? Các "vấn đề " đặt ra trong bài toán nhằm rèn luyện các thao tác tư duy gì ? Nếu thay đổi hoặc bớt một số dữ kiện thì bài toán có giải được không? Ngoài cách giải trên còn có những cách nào khác ngắn gọn và hay hơn nữa không ? … Chỉ khi nào làm được những điều trên thì học sinh mới hiểu hết tác dụng của từng bài toán

- Khi giải bài toán, cần tổ chức cho mọi đối tượng học sinh cùng tham gia tranh luận Khi nói lên được một ý hay, giải bài toán đúng, với phương pháp hay sẽ tạo ra cho học sinh niềm vui, một sự hưng phấn cao độ, kích thích tư duy, nỗ lực suy nghĩ tìm ra cách giải hay hơn thế nữa

Trong chương này chúng tôi đã trình bày cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài bao gồm :

1 Lý luận về dạy học : Đổi mới phương pháp dạy học, một số xu hướng đổi mới phương pháp dạy học, dạy học hướng vào người học, dạy học bằng hoạt động của người học

2 Cơ sở lý luận bài tập hóa học : Khái niệm, tác dụng, phân loại bài tập hóa học, các phương pháp giải bài toán hóa học, quá trình giải bài tập hóa học

3 Vấn đề rèn luyện tư duy : Định nghĩa, tầm quan trọng, đặc điểm, phẩm chất của tư duy, tư duy khoa học tự nhiên, tư duy hóa học, mối quan hệ giữa BTHH và rèn luyện tư duy

Tất cả các vấn đề trên là nền tảng cơ sở cho phép chúng tôi nêu lên một số vấn đề, cần được hiểu

và làm theo quan điểm tiếp cận hệ thống, góp phần phát triển năng lực tư duy HS lên một mức cao nhất

Chương 2 HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI VÀ

CÁCH SỬ DỤNG ĐỂ RÈN TƯ DUY CHO HỌC SINH

2.1 Hệ thống bài tập hóa học hữu cơ

2.1.1 Một số bài tập hữu cơ có nhiều cách giải

Bài 1 : 0,06 mol hỗn hợp A gồm CH3OH và 1 ancol cùng dãy đồng đẵng có khối lượng là 4,02 gam, Cho toàn bộ hỗn hợp trên tác dụng vừa đủ với 6 gam axit axetic (H2SO4 đặc làm chất xúc tác, giả

sử hiệu suất phản ứng đạt 100%) Tính khối lượng este thu được

Cách 3 : Phương pháp tăng giảm khối lượng

Cứ 1 mol ancol tạo thành 1 mol este thì khối lượng tăng : 59-17 = 42 gam

0,06 mol ancol tạo thành 0,06 mol este thì khối lượng tăng: 0,06.42 =2,52 gam

Vậy : meste = 4,02 + 2,52 = 6,54 (gam)

Cách 4 : Phương pháp trung bình

Gọi CTTB của 2 ancol là:

0,06 0,06 0,06

Nhận xét : Trong bài tập 1 này, nếu giải theo cách 1 thì HS phải biết cách ghép ẩn và chọn lựa

phương trình cho phù hợp thì mới tìm ra đáp số, nên nhiều học sinh thấy bế tắc Còn cách 2, cách 3, cách 4 thì HS sẽ thấy dễ hiểu hơn Đặc biệt là cách 2 ngắn gọn và dễ giải hơn rất nhiều Vì vậy khi giải một bài tập, GV cần hướng dẫn cho các em nhiều cách giải, qua những cách giải đó mỗi HS sẽ lựa chọn cho mình một cách tiếp nhận kiến thức phù hợp Qua đó làm cho tư duy hóa học của các em

sẽ phát triển

Bài 2 : Đốt cháy 0,3 gam một este (A) thu được 224 ml khí CO2 (đktc) và 0,18 gam nước Tỉ khối hơi của A đối với H2 bằng 30 Xác định công thức phân tử của este (A)

Hướng dẫn giải

Cách 1 : Gọi công thức đơn giản của este (A) là : CxHyOz

Khối lượng của nguyên tố :

Lập tỉ lệ :

Công thức đơn giản của X là : CH2O

→ Công thức phân tử của (A) là : C2H4O2

Cách 2 : Gọi công thức đơn giản của este (A) là : CxHyOz

Số mol của các nguyên tố :

Lập tỉ lệ : x:y:z = 0,01:0,02:0,01= 1:2:1

→ Công thức phân tử của (A) là: C2H4O2

Cách 3 : Xác định trực tiếp công thức phân tử

Số nguyên tử của các nguyên tố trong A :

Số nguyên tử cacbon :

Số nguyên tử hiđro :

Số nguyên tử oxi :

→ Công thức phân tử của (A) là : C2H4O2

Cách 4 : Gọi công thức tổng quát của este (A) là : CxHyOz

Theo đề bài ta có hệ phương trình :

→ Công thức phân tử của (A) là : C2H4O2

Nhận xét : Với loại bài tập này, thì GV có thể giảng dạy cho các em cả 4 cách, qua 4 cách đó

các em sẽ lựa chọn cho mình một cách giải phù hợp với tư duy của các em

Bài 3 : Xà phòng hóa 13,2 gam hỗn hợp 2 este HCOOC3H7 và CH3COOC2H5 cần dùng 100 ml dung dịch NaOH xM Giá trị của x là

A 1,5 B 0,75 C 1 D 2

Hướng dẫn giải

Cách 1 : Phương pháp thông thường

HCOOC3H7 + NaOH → HCOONa + C3H7OH

CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH

b b(mol)

Cách 2 : Gọi CTTB của 2 este là : RCOOR’

RCOOR’ + NaOH → RCOONa + H2O

Ta có:

→ ĐÁP ÁN A

Cách 3 : Phương pháp bảo toàn điện tích

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích : dung dịch sau phản ứng chứa ion RCOO- Và Na+

→

→ ĐÁP ÁN A

Nhận xét : Với bài tập này, thì cách 2 và cách 3 sẽ nhanh hơn cách 1

Bài 4 : Một đieste được điều chế từ một axit đa chức và 2 ancol đơn chức Cho 0,1 mol X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH thu được 13,4 gam muối và 7,8 gam hỗn hợp ancol Xác định X

Hướng dẫn giải

Cách 1 : Phương pháp thông thường

Gọi CT của este trên là: R1OCO – R – COOR2

R1OCO – R – COOR2 + NaOH → NaOCO – R – COONa + R1OH + R2OH

0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol

→ X là : CH3OCO – COOC2H5

Cách 2 : Phương pháp trung bình

Gọi CT của este trên là :

0,1 mol 0,1 mol 0,2 mol

R1 15 (CH3 - ) 29 (C2H5-)

R2 29 (C2H5-) 15 (CH3 - )

→ trong hỗn hợp ancol có CH3OH và ancol còn lại là ROH

Mà

→ 0,1.32+ 0,1.(MR + 17) = 7,8 → MR = 29 (C2H5 - )

→ X là: CH3OCO – COOC2H5

Cách 3 : Phương pháp bảo toàn khối lượng

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có :

Cách 3 : Phương pháp bảo toàn khối lượng

Tương tự như trên, ta có :

Cách 3 : Phương pháp tăng giảm khối lượng

Cứ 1mol C6H12O6 tạo ra 2 mol C2H5OH thì làm khối lượng giảm 88 gam

0,048 mol C6H12O6 → khối lượng giảm : 0.048 88 =4,224 gam

→ khối lượng ancol lý thuyết thu được là : 8,64 – 4,224= 4,416 gam

→

Bài 7 : Thủy phân hoàn toàn 76,95 gam saccarozơ trong dung dịch axit đun nóng thu được dung dịch A Trung hòa dung dịch A bằng NaOH vừa đủ Cho dung dịch A vào lượng dư AgNO3/NH3 thì thu được bao nhiêu gam kết tủa? ( Xem như các phản ứng xảy ra hoàn toàn)

Hướng dẫn giải

Cách 1 : Phương pháp thông thường

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

0,225 mol 0,225 mol 0,225 mol

(Vì cả glucozơ và fructozơ đều tác dụng với AgNO3/NH3 nên ta xem fructozơ như là glucozơ)

C6H12O6 2Ag

0,45 mol 0,9 mol

Cách 2 : Phương pháp sơ đồ