(SKKN 2022) xây dựng và sử dụng bài tập thực nghiệm hóa vô cơ 12mức độ vận dụng cao nhằm phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh

Chương trình giáo dục còn nặng tính hàn lâm, kinh viện, giữa các môn học chưa thiết lập mối quan hệ giữa các kiến thức và kĩ năng, phương pháp kiểm tra đánh giá, của người học còn nặng v

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài

Chiến lược phát triển giáo dục Việt Nam định hướng 2025 chỉ rõ những vấn đề

còn tồn tại của giáo dục phổ thông:“Chương trình, giáo trình, phương pháp giáo dục chậm đổi mới Chương trình giáo dục còn nặng tính hàn lâm, kinh viện, giữa các môn học chưa thiết lập mối quan hệ giữa các kiến thức và kĩ năng, phương pháp kiểm tra đánh giá, của người học còn nặng về hình thức, hàn lâm ”[9]

Để khắc phục những hạn chế đó trong chương trình giáo dục 2018 đã chỉ rõ “

Điểm mới quan trọng nhất trong Chương trình môn Hóa học 2018 là định hướng tăng cường bản chất hóa học của đối tượng; giảm bớt và hạn chế các nội dung phải ghi nhớ máy móc cũng như phải tính toán theo kiểu “toán học hóa”, ít đi vào bản chất hoá học và thực tiễn”[12]

Trong các kì thi của môn Hóa học đã và đang đổi mới mạnh mẽ về nội dung

kiểm tra đánh giá “ Chuyển từ nội dung kiểm tra lý thuyết và tính toán phi thực

tế của Hóa học dần sang bản chất của Hóa hoc, thay thế các câu hỏi tính toán có

nội dung không thực tế về hiện tượng hóa học xảy ra sang đề bài có tính thực nghiệm một cách thực tế nhất” [12]

Theo ông Sái Công Hồng Phó Vụ trưởng Vụ Giáo dục Trung học, Trưởng Ban điều hành xây dựng đề thi THPT quốc gia cho biết: “Đề thi THPT Quốc gia thuộc

tổ hợp môn Khoa học Tự nhiên gồm: Vật lý, Hóa học, Sinh học nên đề sẽ có nhiều những câu hỏi về thí nghiệm, hiện tượng theo đúng bản chất và tăng cường dần

theo các năm” [11] Tuy nhiên, để giải quyết được những câu hỏi này, cả người dạy

lẫn người học cần nhiều hơn cả những tiết thực hành, chưa kể đến chuyện những tiết thực hành hiện nay chưa thể đáp ứng đủ lượng kiến thức cho học sinh

Vì vậy việc đáp ứng chương trình giáo dục mới và yêu cầu các kì thi là phải đổi mới phương pháp dạy Hóa học theo hướng tiếp cận năng lực, đổi mới kiểm tra đánh giá, đặc biệt xây dựng và sử dụng bài tập thực nghiệm(BTTN) Hóa học theo hướng tăng dần các mức độ sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, nâng cao

Việc“ Xây dựng và sử dụng bài tập thực nghiệm Hóa Vô Cơ 12mức độ vận dụng

cao nhằm phát triển năng lực thực nghiệm Hóa học cho học sinh” mang tính cấp

thiết, có ý nghĩa về mặt lý luận và thực tiễn, giúp thí sinh phát triển toàn diện, chinh phục được đỉnh cao trong kì thi góp phần thực hiện chiến lược đổi mới giáo dục

1.2 Mục đích nghiên cứu.

Xây dựng và sử dụng bài tập thực nghiệm hóa học vô cơ lớp 12 nhằm phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn hóa học ở trường phổ thông, giúp các em chinh phục đỉnh cao trong các kì thi của môn Hóa Học; qua đó góp phần phát triển năng lực toàn diện người học

1.3 Đối tượng nghiên cứu.

Bài tập thực nghiệm lý thuyết Hóa Học Vô cơ 12.

1.4 Phương pháp nghiên cứu Sử dụng kết hợp các phương pháp sau đây:

Phương pháp nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu tài liệu, sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập, sách tham khảo, internet, báo, các trang thông tin tuyển sinh của bộ …

- Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học hóa học, kiểm tra đánh giá kết quả học môn Hóa học nói chung và phát triển năng lực người học

-Nghiên cứu đề thi chính thức, minh họa của các kì thi của môn Hóa Học

Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Sử dụng các phương pháp điều tra, phỏng vấn, ý kiến của các đồng nghiệp, học sinh và các chuyên gia Áp dụng thực tế

Phương pháp thống kê toán học và xử lí kết quả thực nghiệm

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận

2.1.1 Định hướng chiến lược giáo dục

- Nôi dung môn Hóa học trong chương trình giáo dục phổ thông mới:

Hóa học là môn học được lựa chọn theo nguyện vọng và định hướng nghề

nghiệp của học sinh Chương trình môn Hoá học cấp THPT giúp học sinh phát triển các năng lực thành phần của năng lực tìm hiểu tự nhiên, gắn với chuyên môn về hóa học như: năng lực nhận thức kiến thức hóa học; năng lực tìm tòi, khám phá kiến thức hóa học; năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn Từ đó biết ứng xử với tự nhiên một cách đúng đắn, khoa học và có khả năng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp với năng lực và sở thích, điều kiện và hoàn cảnh của bản thân.[12]

- Định hướng kiểm tra đánh giá: Giảm dần những câu hỏi lý thuyết, câu hỏi tính toán Hóa học phi thực tế sang các câu hỏi kiểm tra nội dung thực nghiệm, hiện

tượng đúng bản chất Hóa học và tăng dần theo các mức độ ở các kì thi.Qua đó

kiểm tra và giúp các em hiểu đúng bản chất, phát huy các năng lực toàn diện

2.1.2 Bài tập thực nghiệm

2.1.2.1.Khái niệm

Theo từ điển Tiếng Việt “bài tập thực nghiệm là các bài tập chứa đựng các

nội dung gắn liền với các hiện tượng thí nghiệm, tình huống xảy ra trong phòng

thí nghiệm hay trong quá trình sản xuất có thể được đơn giản hóa, lý tưởng hóa

nhưng vẫn chứa đựng các yếu tố quan trọng của thực tiễn thí nghiệm

Bài tập thực nghiệm ở các mức độ không những kiểm tra kĩ năng làm thí

nghiệm mà còn kiểm tra được tính chất vật lý, hóa học, ứng dụng và bản chất của

loại phản ứng xảy ra trong thí nghiệm Đòi hỏi HS phải vận dụng tất cả kiến thức từ

lý thuyết đến thực hành để giải quyết câu hỏi

2.1.2.2.Phân loại

- Bài tập thực nghiệm lý thuyết: là loại bài tập yêu cầu học sinh nêu và giải thích

hiện tượng thí nghiệm; yêu cầu lắp dụng cụ thí nghiệm hoặc tìm cách lắp dụng cụ

đúng hay sai;làm thí nghiệm để chứng minh tính chất; yêu cầu nhận biết, tách và

điều chế chất,…hay đơn giản là viết phương trình hóa học

- Bài tập thực nghiệm định lượng: là loại bài tập yêu cầu HS xác định các đại

lượng vật lí, công thức hóa học… đây là dạng BT đã đơn giản hóa các điều kiện

thực tế nhưng lại phức tạp hóa về mặt lý thuyết, toán học, nên là dạng BT dễ xa

rời thực tế nếu giáo viên không chú ý đến mặt thực nghiệm thực tiễn của bài toán

Tùy vào từng đối tượng học sinh và mục đích của dạy học hay kiểm tra đánh

giá mà giáo viên xây dựng các bài tập thực nghiệm với các mức độ khác nhau để

rèn luyện, kiểm tra nhằm phát triển năng lực cho học sinh

2.1.2.2.Cấu trúc của BTTN

Bài tập thực nghiệm

Lý thuyết về các chất

Kiến thức lý thuyết Thuyết và định luật hóa

Công thức tính các đại lượng vật lí

Quá trình vật lí, hóa học xảy ra Tình huống thực nghiệm

Nguyên tắc và kĩ năng thực hành

Kết luận mối liên hệ ND Lời giải bài tập

Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc bài tập có nội dung thực nghiêm

2.1.2.4.Tác dụng của BTTN

- Giúp học sinh vận dụng kiến thức đã học để phát hiện, giải quyết những vẫn

đề thực tiễn đặt ra trong phòng thí nghiệm, đời sống, sản xuất và thậm chí những vấn đề mang tính toàn cầu (như vấn đề ô nhiễm môi trường hiện nay,…)

- Giúp học sinh rèn luyện và phát triển kĩ năng học tập, phát triển năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học, năng lực thực hành hóa học

- Rèn luyện kĩ năng tư duy, phân tích, tổng hợp, so sánh, đối chiếu, phát triển khả năng tưởng tượng, liên hệ lí thuyết với thực tiễn của học sinh

- Giúp học sinh hứng thú, đam mê, học tập và làm việc có trách nhiệm với bản thân

- Xây dựng thái độ học tập đúng đắn, học tập chủ động, tích cực, sáng tạo; lòng ham học, ham hiểu biết, năng lực tự học, năng lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống

2.1.2.5 Ý nghĩa

Bài tập thực nghiệm có ý nghĩa quan trọng trong phương pháp dạy học hiện nay Sử dung bài tập thực nghiệm là cách thức để học sinh tiếp cận với thực nghiệm trong những điều kiện thời lượng và cơ sở vật chất chưa đầy đủ ở các trường phổ thông hiện nay; đó cũng là cách thức để học sinh ghi nhớ, khắc sâu kiến thức được lâu bền nhất.Giúp học sinh chinh phục được đỉnh cao trong các kì thi

2.2 Thực trạng dạy học BTTN môn Hóa học ở một số trường huyện Nga Sơn

- Khảo sát Giáo viên: Thực hiện phương pháp điều tra, tham khảo ý kiến của 24

giáo viên dạy ở các trường THPT trên địa bàn Huyện Nga sơn Kết quả như sau:

Bảng 2.1 Mức độ sử dụng BTTN và TNHH trong dạy học của giáo viên.

Rất thường xuyên

Thường xuyên

Đôi khi

Không

sử dụng

Khi luyện tập, ôn tập, tổng kết 4,0% 8,6% 16,4% 71,0% Khi kiểm tra- đánh giá kiến thức 3,4% 6,8% 20,8% 69,0%

5% Rất quan trọng 40% Quan trọng 50%

Không quan trọng

Hình 2.1 Tầm quan trọng của BTTN

5

Gây hứng thú học tập

Giúp HS vận dụng vào thực tiễn

73% Không lợi ích gì

Hình 2.2 Lợi ích của việc phát triển năng lực

thực nghiệm cho học sinh

Chưa hiểu rõ nội dung xây dựng

5% 23%

Cơ sở vật chất chưa đáp ứng

Hình 2.3 Khó khăn khi dạy học định hướng phát

triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh

5% 21% Thí nghiệm HS biểu diễn

41% Thí nghiệm mô phỏng

Không dùng thí nghiệm

Hình 2.4.Lựa chọn thí nghiệm trong dạy học hóa học

- Điều tra học sinh THPT 3 trường trên địa bàn huyện Nga sơn

1%

4%

Rất quan trọng

30% Quan trọng

Bình thường

65% Không quan trọng

Hình 2.5 Tầm quan trọng của các kĩ năng thực hành

6

3% 2%

Rất thích 25% Thích

Bình thường 70% Không thích

Hình 2.6 Biểu đồ tỉ lệ cảm nhận của học sinh về giờ học có tiến hành TN

Kết luận: Đa số các GV và HS đều có sử dụng BTTN và thấy rất cần thiết trong

dạy, học môn Hóa học Song khó khăn lớn nhất của GV là rất hiếm tài liệu viết về BTTN Giáo viên phải xây dựng BTTN sao cho hợp lý với các thí nghiệm để mang lại hiệu quả cao nhất với từng mục đích sử dụng khác nhau trong khi điều kiện thí nghiệm và hóa chất ở mỗi nơi cũng khác nhau

2.3 Xây dựng và sử dụng BTTN Hóa vô cơ 12

2.3.1 Nội dung các thí nghiệm để xây dựng các BTTN vô cơ 12.

Bảng 2.2 Cấu trúc nội dung các thí nghiệm Hóa học vô cơ 12

5 Đại cương kim

loại

1.Dãy điện hóa của kim loại.

2 Điều chế kim loại bằng phương pháp thủy luyện 3.Ăn mòn kim loại

6 Kim loại kiềm,

kiềm thổ, nhôm

1.So sánh khả năng phản ứng với nước của Na,Mg,Al.

2 Nhôm tác dụng với dung dịch kiềm.

3: Tính chất lưỡng tính của Al(OH)3

7

Sắt và một số kim

loại quan trọng

khác

1.Điều chế FeCl2 2.Điều chế Fe(OH)2

2.3.2 Cơ sở của việc xây dựng hệ thống BTTN

- Căn cứ vào mục đích, nhiệm vụ của hoạt động luyện thi THPTQG mà chọn lựa thí nghiệm để xây dựng bài tập thực nghiệm phù hợp, sát với mục tiêu định hướng đổi mới kiểm tra đánh giá của chương trình

- Các nội dung câu hỏi, các hiện tượng hoá học phải kiểm tra được tư duy kiến thức, năng lực tổng thể của học sinh

- Nội dung BTTN phải rõ ràng, dễ hiểu, không đánh đố HS

- Nội dung BTTN nên liên quan đến nhiều lĩnh vực trong tự nhiên, đời sống sản xuất, đặc biệt là những hiện tượng hoá học quen thuộc trong cuộc sống

- Các BTTN phải phát huy năng lực tư duy, kích thích hứng thú học tập của HS, nên sử dụng các bài tập liên quan đến các thí nghiệm mà HS đã thực hành trong chương trình

7

2.3.3 Quy trình xây dựng và sử dụng BTTN

a Nguyên tắc lựa chọn thí nghiệm [3]

Nguyên tắc 1: Thí nghiệm phải có trong SGK, phù hợp với mục tiêu chương trình Nguyên tắc 2: Nội dung Thí nghiệm phải chính xác khoa học

Nguyên tắc 3: Nội dung Thí nghiệm phải có tính chọn lọc cao

Nguyên tắc 4: Nội dung Thí nghiệm phải phù hợp mục đích luyện và phân loại học

sinh ở mức độ cao

b Quy trình xây dựng

Bước 1: Chọn thí nghiệm: Lựa chọn thí nghiệm cần xây dựng BTTN.

Bước 2: Xác định mục tiêu, kiến thức cần đạt của bài tập:

- Kiến thức về kĩ năng sử dụng hóa chất

- Kiến thức về kĩ năng sử dụng dụng cụ TN

- Kiến thức về kĩ năng tiến hành TN

- Kiến thức về kĩ năng sử dụng TN

- Kiến thức về kĩ năng quan sát, mô tả TN

- Kiến thức về kĩ năng vận dụng kiến thức hóa học trong giải thích hiện tượng

Các mục tiêu đó cần xác định rõ theo các mức độ nhận thức của học sinh: mức

độ nhận biết, mức độ hiểu, mức độ vận dụng, mức độ phân tích, mức độ tổng hợp và mức độ sáng tạo Tuy nhiên, cần chú ý nhất là ba mức độ đầu tiên, nó tương ứng với mục đích mà BTTN cần đạt được

Bước 3: Thiết kế bài tập

c Sử dụng bài tập thực nghiệm:

- Khi nghiên cứu, hình thành kiến thức mới

- Khi luyện tập, rèn luyện kĩ năng

- Khi kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS

-Trong các kì thi với các mức độ khác nhau: Kiểm tra 15 phút, 45 phút, học ki, THPTQG, thi HSG các cấp

Khi giải bài tập thực nghiệm, HS phải biết vận dụng kiến thức để giải bằng lí thuyết rồi sau

đó tiến hành TN để kiểm nghiệm và rút ra kết luận

2.3.4 Xây dựng và sử dụng BTTN hóa vô cơ 12

2.3.4.1 Thí nghiệm 1:.Dãy điện hóa của kim loại.

Chỉ dùng dung dịch (dd) HCl và 3 mẩu kim loại Al, Fe, Cu hãy làm thí nghiệm để so sánh tính khử của 3 kim loại đó

- Hướng dẫn: + Cách tiến hành:

Bước 1: Lấy 3 ống nghiệm sạch, cho vào mối ống khoảng 3 ml dung dịch(dd) HCl Bước 2: Cho 3 mẫu kim loại Al, Fe và Cu có kích thước tương đương vào 3 ống

nghiệm Quan sát hiện tượng

+ Nêu hiện tượng:

Bọt khí thoát ra trên bề mặt thanh Al nhiều hơn trên thanh Fe Còn ống nghiệm đựng thanh Cu thì không hiện tượng gì

8

+ Giải thích: Al và Fe tác dụng với dung dịch HCl, Cu không tác dụng.

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

+ Nhận xét: Cu có tính khử yếu nhất, Al có tính khử mạnh hơn Fe nên phản

ứng mãnh liệt hơn, bọt khí thoát ra nhiều hơn

+ Kết luận: tính khử Al > Fe > Cu.

Chú ý: Khi xây dựng BTTN của thí nghiệm này cần xác định rõ các mức độ:Biết, hiểu,vận dụng để xây dựng đúng mục tiêu yêu cầu đặt ra.

- Xây dựng bài tập thực nghiệm:

Bài 4: (VDC) Tiến hành thí nghiệm dãy điện hóa của Al,Fe,Cu như sau:

Bước 1: Lấy 3 ống nghiệm sạch, cho vào mối ống khoảng 3 ml dung dịch HCl Bước 2: Cho 3 lá kim loại Al, Fe và Cu có kích thước tương đương vào 3 ống

nghiệm Quan sát hiện tượng

Cho các phát biểu sau:

a) Lá kim loại không có khí thoát ra là Fe

b) Lá kim loại có bọt khí thoát ra nhiều nhất là Al

c) Cả 3 ống nghiệm đều có khí thoát ra

d)Thứ tự hoạt động của các kim loại được xếp theo chiều tăng dần là: Cu, Fe, Al e) Trước khi làm thí nghiệm cần làm sạch bề mặt các lá kim loại lấy giấy ráp

Số phát biểu đúng là A.1 B.4 C.2 D.3

dung dịch muối

- Hướng dẫn:

+ Cách tiến hành:

Bước 1: Lấy một đinh sắt rồi làm sạch bề mặt bằng giấy ráp.

Bước 2: Thả đinh sắt vào ống nghiệm đựng dung dịch CuSO4 và đợi một thời gian.Quan sát hiện tượng và giải thích ?

+ Hiện tượng: Sau một thời gian thì trên bề mặt định sắt có một lớp màu nâu

đỏ, màu xanh của dung dịch nạt hơn

+ Giải thích:

Lớp màu nâu đỏ là lớp Cu tạo ra bám lên mặt đinh sắt, nếu làm khô đinh sắt rồi dùng miếng bìa cứng cạo lớp đó sẽ thu được vụn Cu

Dung dịch có màu xanh nhạt dần là do nồng độ Cu2+ giảm dần vì phản ứng

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

9

Kết luận: Phương pháp thủy luyện được dùng để điều chế những kim loại có tính

khử yếu như: Cu, Ag

- Xây dựng BTTN:

Bài 4.(VDC) Tiến hành điều chế kim loại Cu bằng cách dùng Fe đẩy Cu2+ ra khỏi dung dịch CuSO4 như sau:

Bước 1: Lấy một đinh sắt rồi làm sạch bề mặt bằng giấy ráp.

Bước 2: Thả đinh sắt vào ống nghiệm đựng dd CuSO4 và đợi một thời gian

Cho các nhận xét sau:

a) Sau một thời gian xuất hiện lớp màu nâu đỏ bám trên bề mặt đinh sắt

b) Màu xanh lam của dung dịch muối nhạt dần

c) Sau thí nghiệm lấy đinh sắt ra làm khô cân lại thấy khối lượng đinh sắt tăng so với ban đầu

d) Sau thí nghiệm lấy đinh sắt ra làm khô, dùng miếng bìa cúng cạo lớp bề mặt sẽ thu được bột Fe

e) Để tinh chế bột Cu có lẫn mạt sắt người ta dùng dung dịch CuSO4 dư

Số nhận xét đúng là A.1 B.2 C.3 D.4.

-Hướng dẫn.

+ Cách tiến hành:

Bước 1: Rót vào 2 ống nghiệm(ống 1, 2), mỗi ống khoảng 3ml dung dịch AlCl3 rồi nhỏ dung dịch NH3 dư vào mỗi ống nghiệm

Bước 2: Nhỏ dung dịch H2SO4 loãng vào ống nghiệm thứ 1 rồi lắc nhẹ

Bước 3: Nhỏ dung dịch NaOH vào ống nghiệm thứ 2 rồi lắc nhẹ.

Quan sát hiện tượng xảy ra và giải thích ?

+ Hiện tượng-giải thích:

Bước 1: thấy xuất hiện kết tủa keo trắng ở cả 2 ống nghiệm, khi cho NH3 đến dư thì kết tủa không tan AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl

Bước 2:Kết tủa keo trắng trong ống nghiệm 1 tan dần đến hết tạo dd trong suôt

2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O

Bước 3: Khi cho dd NaOH vào ống nghiệm 2 kết tủa keo trắng tan dần đến hết tạo

dd trong suốt Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O

Kết luận: Al(OH)3 là một hidroxit lưỡng tính, tác dụng với dd bazo mạnh và dd axit mạnh

-Xây dựng BTTN

Bài 1:(NB) Chất nào sau đây vừa tan trong dung dịch axit HCl vừa tan trong dung

dịch NaOH ?

10