Biện pháp phát triển năng lực vận dụng tri thức vào thực tế cuộc sống cho học sinh thông qua hệ thống bài tập thực tế kim loại hóa học lớp 12

BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG TRI THỨC VÀO THỰC TẾ CUỘC SỐNG CHO HỌC SINH THÔNG QUA HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC TẾ KIM LOẠI HÓA HỌC LỚP 12 Năng lực vận dụng kiến ​​thức vào thực tiễn cuộc sống là n.

BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG TRI THỨC VÀO THỰC TẾ CUỘC SỐNG CHO HỌC SINH THÔNG QUA HỆ THỐNG BÀI

TẬP THỰC TẾ KIM LOẠI HÓA HỌC LỚP 12

Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống là năng lực cốt lõi cần được hình thành và phát triển cho học sinh hóa học Có thể sử dụng nhiều biện pháp khác nhau để phát triển năng lực vận dụng tri thức cho học sinh Bài viết này đưa

ra cơ sở lý luận và bốn biện pháp về vận dụng kiến thức hóa học thông qua bài tập trên lớp Dùng trong dạy học như dùng khi giao bài tập chuẩn bị bài mới; nghiên cứu văn bản mới; luyện tập và ôn tập; thí nghiệm, thực hành nhằm phát triển năng lực vận dụng tri thức trong nhiều lĩnh vực thực tiễn đời sống như y tế, y học, môi trường, nông nghiệp, thực phẩm, công nghiệp, cho học sinh lớp 12 THPT thông qua hệ thống bài tập hóa học kim loại

1 Giới thiệu

Bài tập hóa học có vai trò rất quan trọng trong quá trình nhận thức của học sinh, nó không chỉ là thước đo năng lực nhận thức, củng cố kiến thức của học sinh mà còn

là công cụ rèn luyện cho học sinh các kỹ năng khác nhau.1 Đã có một số kiệt tác đưa ra vấn đề dạy học theo định hướng phát triển năng lực vận dụng tri thức cho học sinh như:2 3 4 , Tuy nhiên, việc sử dụng bài tập hóa học chưa được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu để phát triển năng lực vận dụng tri thức trong nhiều lĩnh vực như y tế, môi trường, nông nghiệp, thực phẩm, trong thực tế xung quanh hàng ngày đời học trò Bài viết đề xuất một số biện pháp nhằm phát triển năng lực vận dụng tri thức các lĩnh vực vào thực tiễn cuộc sống của học sinh phổ thông thông qua hệ thống bài tập thực hành hóa học kim loại lớp 12

2 Nội dung

2.1 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng kết hợp các phương pháp phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa trong nghiên cứu các văn bản có liên quan Điều tra thực trạng sử dụng bài tập, vấn đề phát triển năng lực vận dụng tri thức của học sinh và tiến hành TNSP để kiểm nghiệm giá trị thực tiễn của kết quả nghiên cứu Sử dụng các phương pháp thống kê toán học để

xử lý số liệu với những nhận xét chính xác, đánh giá xác thực

2.2 Cơ sở nghiên cứu

Bảng câu hỏi, hệ thống bài tập thực hành, đánh giá, bảng tính, công thức thống kê toán học

2.3 đối tượng nghiên cứu

- Bài tập hoá học phần hoá học kim loại nhằm phát triển năng lực vận dụng tri thức của học sinh

- Biện pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức của học sinh

2.4.1 Năng lực vận dụng tri thức của học sinh THPT

một Quan niệm về năng lực vận dụng tri thức

“ Năng lực vận dụng kiến thức của người học là khả năng người học huy động, sử

dụng những kiến thức, kĩ năng đã học trên lớp hoặc tiếp thu được từ kinh nghiệm thực tế để giải quyết những vấn đề đặt ra trong các tình huống đa dạng, phức tạp của cuộc sống một cách có hiệu quả và cách có khả năng có thể biến đổi nó Năng lực vận dụng tri thức thể hiện phẩm chất, nhân cách của con người trong quá trình hoạt động nhằm thoả mãn nhu cầu lĩnh hội tri thức ”2

Một số kiến thức, nguyên lý hay lý thuyết dù giỏi đến đâu mà chưa áp dụng vào thì cũng vô ích; Vận dụng hay vận dụng có thể hiểu theo nghĩa giống như khi các nguyên tắc chung được áp dụng để giải các bài toán mới, bài tập toán học mới trong các tình huống mới

b Cấu trúc năng lực vận dụng tri thức 5

Năng lực vận dụng tri thức của học sinh trung học phổ thông qua hóa học bao gồm

5 thành tố chính sau:

- Năng lực hệ thống hóa kiến thức

- Năng lực phân tích tổng hợp các kiến thức hóa học vận dụng vào thực tiễn cuộc sống

- Năng lực phát hiện các nội dung kiến thức hóa học vận dụng vào các bài toán thuộc các lĩnh vực khác nhau

- Năng lực phát hiện vấn đề trong thực tiễn và vận dụng kiến thức hóa học để giải thích

- Năng lực độc lập sáng tạo trong giải quyết các vấn đề thực tiễn

c Những biểu hiện của năng lực vận dụng kiến thức qua bài tập hóa học5

Năng lực vận dụng tri thức thông qua bài tập hóa học có thể được thể hiện qua các biểu hiện sau:

- Có khả năng hệ thống hóa, phân loại và hiểu sâu sắc đặc điểm, nội dung, thuộc tính của kiến thức hóa học thông qua bài tập hóa học

- Khám phá và hiểu các ứng dụng hóa học trong thực phẩm, nông nghiệp, công nghiệp, y học, y tế, khoa học, sản xuất, các hiện tượng tự nhiên và môi trường thông qua các bài tập hóa học

- Chủ động, sáng tạo trong việc lựa chọn các phương pháp, hình thức giải quyết vấn đề thông qua bài tập hoá học

- Phát hiện mối liên hệ và giải thích các hiện tượng trong tự nhiên và ứng dụng của hóa học trong đời sống dựa vào kiến thức hóa học và kiến thức liên môn khác

- Có năng lực tìm hiểu, thảo luận các vấn đề hóa học liên quan đến thực tiễn cuộc sống và bước đầu nghiên cứu để giải quyết các vấn đề đó

2.4.2 Các biện pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào đời sống của học sinh thông qua hệ thống bài tập thực hành Hóa học kim loại lớp 12

2.4.2.1 Biện pháp 1: Sử dụng khi giao bài tập chuẩn bị bài mới

Phương pháp dạy-học truyền thống cho thấy, việc truyền thụ kiến thức một chiều theo kiểu “đọc-viết” lấy giáo viên làm trung tâm đã bộc lộ nhiều lỗ hổng bất cập trong nhận thức của học sinh Ở đó, học sinh tiếp thu kiến thức một cách thụ động theo sự sắp xếp sẵn của giáo viên

Bài tập thực hành hóa học rất phù hợp cho giáo viên sử dụng trong dạy học theo hướng tích cực hiện nay Thay vì truyền đạt kiến thức một cách thụ động, giáo viên

có thể giao bài tập về nhà liên quan đến cuộc sống hàng ngày HS chiếm lĩnh tri thức mới bằng động cơ, tự giác, tích cực, độc lập của bản thân; Phát triển năng lực hoạt động trí tuệ, tư duy sáng tạo, tìm hiểu cuộc sống xung quanh, ghi nhớ kiến thức sâu hơn khi học bài mới

Ví dụ 1: Trước khi dạy bài “Sự ăn mòn kim loại” (Hóa 12 - Nâng cao), giáo viên giao cho học sinh làm bài tập sau:

Có những mặt hàng làm bằng sắt tráng thiếc (sắt) hoặc sắt tráng kẽm (tole) Nếu có vết xước sâu trên bề mặt chạm đến lớp sắt bên trong, hãy báo cho chúng tôi:

a) Hiện tượng gì xảy ra khi đặt vật đó trong không khí ẩm?

b) Theo em, tại sao người ta lợp mái tôn mà không dùng tôn?

Bài tập này có thể định hướng cho học sinh vận dụng kiến thức về sự ăn mòn kim loại để giải thích các vấn đề trong cuộc sống hàng ngày Từ đó HS luôn tìm ra các giải pháp bảo vệ kim loại trong đời sống và sản xuất

Ví dụ 2: Trước khi dạy “Một số hợp chất quan trọng của nhôm” (Hóa học 12 -Nâng cao) Giáo viên có thể giao bài hóa học sau:

Khi làm bánh từ bột mì không dùng men thì bánh không xốp, còn nếu cho vào bột một ít phèn nhôm - kali (K 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O} và xút (Na 2 CO 3 10H 2 O) thì bánh bị phồng rộp, xốp sau khi nướng



 Hình 1 Bánh mì trộn phèn - kali và soda

a) Hãy giải thích hiện tượng đó

b) Tỉ lệ phèn chua và xút như thế nào cho hợp lý?

c) Có thể thay phèn chua bằng một lượng vừa đủ dung dịch axit clohiđric vào hỗn hợp bột trên được không? Tại sao?

Rèn luyện cho học sinh vận dụng tính chất hóa học của phèn chua - kali, xút để giải bài toán có bọt biển mà học sinh hay gặp trong thực tế Bài tập trên nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học để giải thích các ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm hiện nay

Ví dụ 3: Giáo viên giao bài tập hóa học cho học sinh chuẩn bị cho bài mới “Một số chất quan trọng của kim loại kiềm” (Hóa 12 - Nâng cao):

Bài 1 Để thực hiện khử chua cho đất, người nông dân thường dùng vôi để bón ruộng Cách làm vôi như sau: để cục vôi đã nung trong bóng râm vài ngày, vôi nung sẽ từ từ chuyển thành bột mịn



 Hình 2 Bón vôi cho đất chua

a) Em hãy giải thích vôi trong có thành phần gì? Giải thích và viết các phương trình phản ứng tạo ra các chất đó?

b) Tại sao người ta không dùng vôi nung bón trực tiếp vào đất, bón cho cây mà lại dùng vôi sống?

Bài 2 Bức màn đá kỳ vĩ được hình thành bằng nhiều thạch nhũ bên trong các hang động của núi đá vôi, nhiều vị trí được tạo thành rừng măng đá, có vị trí được tạo thành bằng các thân cột đá lớn (nối với nhau bằng nhũ đá, măng đá) cung cấp cho thị lực của bạn với cái nhìn tốt đẹp Bằng sự hiểu biết của mình, em hãy giải thích

sự hình thành thạch nhũ, măng đá



 Hình 3 Sự hình thành thạch nhũ trong hang

Các bài tập này nhằm lôi cuốn học sinh vận dụng các kiến thức về hợp chất của canxi để giải thích các vấn đề trên và đem lại niềm vui cho các bậc cha mẹ khi con

em mình vận dụng các kiến thức đã học ở trường để giải thích một cách mạch lạc các vấn đề trong thực tiễn sản xuất nông nghiệp cũng như các hiện tượng xảy ra trong tự nhiên

Với những bài tập hóa học như vậy là cách tốt nhất để chuẩn bị cho việc học tập cao hơn hoặc bước vào cuộc sống lao động hàng ngày trong nông nghiệp và coi đó

là tiền đề để các em trở thành nhà khoa học trong tương lai không xa

2.4.2.2 Phương pháp 2: Sử dụng trong dạy học và nghiên cứu bài mới

Khi dạy kiến thức mới, giáo viên có thể lồng ghép các bài tập thực hành lối sống dưới dạng câu hỏi nêu vấn đề hoặc tình huống có vấn đề để tiết dạy trở nên sinh động, hấp dẫn Các bài tập hóa học được giao này sẽ được giải quyết và kiểm chứng sau khi các em đã tiếp thu kiến thức mới

Tuy nhiên, khi vận dụng tích hợp đó giáo viên nên lựa chọn những bài tập hóa học thực tế gần gũi với kinh nghiệm sống của học sinh thì sẽ đạt hiệu quả cao

hơn Đồng thời cũng cần kịp thời, đa dạng ở mức độ khác nhau để đảm bảo học sinh nhanh chóng bị cuốn hút, hứng thú với bài tập hóa học đưa ra

Ví dụ 1: Khi dạy phần tính chất hóa học của bài “Nhôm” (Hóa học 12 - Nâng cao), giáo viên có thể cho bài tập hóa học sau:

Nồi nhôm chỉ nên dùng để nấu cơm, nước mà không dùng để nấu canh chua hay để canh chua quá lâu trong nồi nhôm Bằng sự hiểu biết của mình hãy giải thích tại sao?



 Hình 4 Canh chua nồi nhôm

HS hiểu được tính chất của nhôm khi tác dụng với oxi tạo thành lớp nhôm oxit (Al 2 O 3 ) Lớp oxit nhôm này bám chắc vào bề mặt nhôm làm cho bề mặt nhôm

mờ Lớp oxit này rất sợ axit và kiềm Từ đó, GV có thể định hướng cho HS giải thích vì sao đồ dùng bằng nhôm chỉ thích hợp để nấu cơm, đun nước và không thích hợp để đựng các chất có tính axit, kiềm Bài tập này giúp học sinh hình thành kiến thức mới thông qua các bài tập thực hành, đồng thời bổ sung một số mẹo nhỏ trong cuộc sống về sức khỏe và vệ sinh an toàn thực phẩm

Ví dụ 2: Khi dạy bài mới “Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm” (Hóa học 12 - Nâng cao) Giáo viên có thể cho bài tập sau:

Tại sao người ta dùng muối NaHCO3 để điều chế thuốc chữa đau dạ dày?

Giải quyết câu hỏi đó các em cần tìm hiểu thêm kiến thức y học: Trong dạ dày có chứa dung dịch axit HCl Người bị đau dạ dày do axit HCl có nồng độ cao khiến dạ dày bị bào mòn Học sinh phải sử dụng bản chất hóa học của NaHCO3 vì NaHCO 3 làm giảm hàm lượng HCl chứa trong dạ dày bằng phản ứng hóa học để giải thích cơ chế phản ứng của thuốc:

Những bài tập thực hành như vậy nhằm kích thích khả năng tư duy và vận dụng kiến thức không chỉ trong cuộc sống hàng ngày, công nghiệp, nông nghiệp, thực phẩm… mà còn trong các lĩnh vực kiến thức cao hơn như y tế, y học

Ví dụ 3: Khi dạy bài mới “Một số hợp chất của sắt” (Hóa học 12 - Nâng cao) Giáo viên có thể cho bài tập sau:

Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại ở dạng ion sắt (II) hidrocacbonat và sắt (II) sunfat Hàm lượng sắt trong nước cao khiến nước có mùi tanh và khi để lâu sẽ có màu vàng ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và đời sống con người Xin giải thích làm thế nào để loại bỏ sắt từ nước uống?

Những bài toán như vậy tác động đến tính tò mò của học sinh với môi trường xung quanh, từ đó kích thích lòng yêu khoa học tìm ra lời giải cho bài toán đó với mục đích chính là giúp học sinh vận dụng kiến thức đã học về hợp chất sắt để giải quyết các vấn đề phát sinh trong cuộc sống hàng ngày liên quan đến môi trường, sức khỏe trong cách hợp lý nhất

2.4.2.3 Biện pháp 3: Sử dụng trong các dạng bài tập và ôn tập

Trong các buổi diễn tập, ôn tập; bài tập hóa học là cách hiệu quả nhất để các em ôn tập và củng cố kiến thức đã học Ngoài các bài học định lượng và định tính trước

đó, giáo viên có thể lồng ghép thêm các thông tin bổ sung, thực tế để làm phong phú hệ thống thực hành với mục đích chính là tạo điều kiện cho học sinh liên hệ lý thuyết với thực tế để khắc sâu kiến thức, phát triển năng lực tổng hợp cũng như vận dụng kiến thức vào cuộc sống hàng ngày mạng sống

Ví dụ 1: Sau khi dạy bài “Hợp kim của sắt” (Hóa học 12 - Nâng cao) Cuối tiết ôn tập cuối giờ, có thể sử dụng các bài tập thực hành sau để giúp học sinh ôn tập lại kiến thức đã học:

Cần bao nhiêu tấn quặng manhetit chứa 80% sắt từ oxit để có thể luyện được 800 tấn gang có hàm lượng sắt là 95% Biết trong sản xuất, sắt bị hao hụt là 1%

Để giải bài tập này, HS vận dụng kiến thức về nguyên tắc bảo toàn nguyên tố, hiệu suất của một phản ứng Bài tập đó rèn luyện cho học sinh kỹ năng giải các bài toán hóa học liên quan đến hiệu suất

Ví dụ 2: Trong bài “Tính chất của nhôm và hợp chất của nhôm” (Hóa 12- Nâng cao) Thông qua các giờ luyện tập giáo viên cần hệ thống lại những kiến thức cần nắm cho học sinh lập phương án tư duy, giải các bài tập SGK, đồng thời giáo viên cần bổ sung thêm một số bài tập vận dụng nhằm phát triển năng lực vận dụng tri thức của học sinh như sau:



 Hình 5 Quặng sắt được nấu chảy, loại bỏ tạp chất

Bài tập 1 Trong dãy điện hoá, nhôm đứng trước sắt nghĩa là nhôm dễ tham gia phản ứng với oxi hơn sắt Nhưng trên thực tế tại sao sắt lại bị gỉ mà nhôm lại không bị gỉ?

Bài tập 2 Khi đồ vật bằng nhôm bị bẩn ta nên dùng vật gì sau đây để cọ rửa?

A Bàn chải mềm

B Cát

C Bàn chải kim loại.

D Tro (chứa kali bicacbonat)

Chọn phương án đúng và giải thích

Bài 3 Viết công thức hóa học của phèn chua và giải thích:

a) Vì sao phèn chua tác dụng được với nước?

b) Khi độ pH của nước nhỏ hơn 7, người ta thường dùng phèn chua cùng với vôi nung để làm nước Rồi quy trình làm trong nước nhanh, triệt để mà tiết kiệm phèn Giải thích điều đó

Bài 4 Bình chữa cháy dạng phun bọt có cấu tạo như sau:

- Ống thuỷ tinh hở đựng dung dịch nhôm sunfat

- Bình chứa dung dịch natri bicacbonat hàm lượng cao

Thông thường, bình chữa cháy được đặt thẳng đứng, không được đặt nằm Trong trường hợp hỏa hoạn, bể phải được lộn ngược



 Hình 6 Bình chữa cháy

a) Tại sao phải để bình chữa cháy thẳng đứng? Tại sao phải úp ngược bình chữa cháy khi dập lửa? Viết phương trình phản ứng (nếu có)

b) Nêu nguyên tắc hoạt động của bình chữa cháy?

HS vận dụng kiến thức hóa học về hợp chất nhôm kết hợp với các hợp chất khác để giải tất cả các bài tập Cung cấp cho học sinh cái nhìn toàn cảnh về hóa học được

ứng dụng trong thực tế cuộc sống hàng ngày đến các lĩnh vực như cứu hộ sản xuất, chất tinh chất,…

2.4.2.4 Biện pháp 4: Sử dụng dưới dạng thí nghiệm, thực hành

Hóa học là một bộ môn khoa học thực nghiệm Bên cạnh việc truyền thụ kiến thức

lý thuyết, giáo viên cũng cần tăng cường sử dụng các bài tập có nội dung thực hành

để củng cố, rèn luyện năng lực cho học sinh Bằng cách đưa ra các tình huống thực

tế ngẫu nhiên mâu thuẫn với các lý thuyết đã học trước đó sẽ giúp học sinh phát triển kỹ năng quan sát, thực hành và kiến thức có thể kiểm chứng từ sách giáo khoa

để liên kết học sinh khám phá thực tế để giải quyết mâu thuẫn đó

Ví dụ 1: Khi dạy “Bài tập 4: Sự ăn mòn kim loại, sự chống ăn mòn kim loại” (Hóa học 12 - Nâng cao), giáo viên có thể tích hợp nội dung thí nghiệm vào bài tập: Hình dưới đây do một học sinh vẽ để mô tả thí nghiệm ăn mòn điện hóa khi cắm hai tấm Cu và Zn (nối với nhau bằng một dây dẫn) vào dung dịch H 2 SO 4 loãng :



 Hình 7 Thử ăn mòn điện hóa

a) Điểm sai của thí nghiệm đó là gì? Giải thích và sửa sai? Đồng thời cho biết chiều dòng điện chạy trong pin trên là bao nhiêu?