LỰA CHỌN, XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA- KHỬ (PHẦN VÔ CƠ-BAN KHTN) NHẰM PHÁT HUY NĂNG LỰC NHẬN THỨC VÀ TƯ DUY CHO HỌC SINH Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Trong dạy học hóa học, có thể nâng cao chất lượng dạy học phát huy nănglực nhận thức và tư duy của hs bằng nhiều biện pháp, phương pháp khác nhau.Trong đó sử dụng và hướng dẫn giải bài t

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài.

a- Trong công cuộc công nghiệp hóa – hiện đại hóa, cũng như trong sự nghiệpđổi mới toàn diện của đất nước, đổi mới nền giáo dục là một trong những nhiệm vụtrọng tâm của sự phát triển Mục tiêu của giáo dục nhằm đào tạo nhân lực, bồi dưỡngnhân tài và nâng cao dân trí Trong công cuộc đổi mới này đòi hỏi nhà trường phải tạo

ra những con người tự chủ, năng động và sáng tạo đáp ứng nhu cầu của xã hội Vì vậy

báo cáo chính trị đại hội Đảng IX [18] đã khẳng định: “Phát triển giáo dục và đào tạo

là một trong những động lực quan trọng thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa, là điều kiện để phát huy nguồn lực con người Yếu tố cơ bản để phát triển

xã hội tăng trưởng kinh tế nhanh và bền vững Tiếp tục nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, đổi mới nội dung, phương pháp dạy và học, hệ thống trường lớp và

hệ thống quản lý giáo dục, thực hiện chuẩn hóa, hiện đại hóa, xã hội hóa”

b- Các công trình nghiên cứu về thực trạng giáo dục gần đây cho thấy chấtlượng nắm vững kiến thức của hs không cao đặc biệt việc phát huy tính tích cực,chủ động của hs, năng lực nhận thức, năng lực giải quyết vấn đề và khả năng tựhọc không được chú ý rèn luyện đúng mức

Trong quá trình giảng dạy ở trường phổ thông nhiệm vụ phát triển năng lựcnhận thức và tư duy cho hs là nhiệm vụ rất quan trọng, đòi hỏi tiến hành đồng bộ ởtất cả các môn, trong đó Hóa học là môn khoa học thực nghiệm đề cập đến rất nhiềuvấn đề khoa học, sẽ góp phần rèn luyện tư duy cho hs ở nhiều góc độ

Trong dạy học hóa học, có thể nâng cao chất lượng dạy học phát huy nănglực nhận thức và tư duy của hs bằng nhiều biện pháp, phương pháp khác nhau.Trong đó sử dụng và hướng dẫn giải bài tập hóa học là một pp dạy học hữu hiệu cótác dụng tích cực đến việc giáo dục, rèn luyện và phát huy năng lực nhận thức cũngnhư tư duy của hs Trong xu hướng hiện nay của của lý luận dạy học là đặc biệtchú trọng đến hoạt động và vai trò của hs trong quá trình dạy học, đòi hỏi hs phảilàm việc tích cực, tự lực (hs lĩnh hội và điều khiển tự lĩnh hội kiến thức) Do đó đòihỏi giáo viên cần nghiên cứu bài tập hóa học, trên cơ sở hoạt động tư duy của hs,

từ đó đề ra pp sử dụng bài tập hóa học trong giảng dạy cũng như bài tập nêu ra vấn

đề nhận thức, hướng dẫn hs tự mình giải quyết vấn đề, thông qua đó mà phát huynăng lực nhận thức và bồi dưỡng tư duy hóa học cho học sinh.

c- Trong quá trình giảng dạy ở trường phổ thông chúng tôi nhận thấy phầnoxh - k có nội dung kiến thức hết sức phong phú và đa dạng xuyên suốt từ lớp 8cho đến hết lớp 12, không những phục vụ cho thi tốt nghiệp mà có nhiều trong thivào đại học, cao đẳng và trung học chuyên nghiệp Để nắm vững kiến thức pư oxh

- k đòi hỏi mất rất nhiều thời gian trong khi đó số tiết học để trang bị kiến thức vềoxh - k trên dưới 10 tiết học (từ lớp 8- lớp12)

Vấn đề bài tập hóa học có nhiều tác giả trong, ngoài nước, nhiều tài liệu đềcập Nhưng điều quan trọng là việc lựa chọn, sử dụng có hiệu quả chúng trong

giảng dạy, song với “hệ thống câu hỏi và bài tập pư oxh - k (phần vô cơ, ban

KHTN), nhằm phát huy năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh ở trường trung học phổ thông” vẫn còn nhiều vấn đề cần nghiên cứu.

Đồng thời bên cạnh đó nhiều hiện tượng hóa học đòi hỏi sự vận dụng sángtạo kiến thức để giải quyết vấn đề nên có nhiều khả năng để phát huy năng lựcnhận thức và tư duy (nhất là tư duy hóa học) cho hs Nhằm phần nào giải quyết cácvấn đề nêu trên chúng tôi mạnh dạn chọn nghiên cứu đề tài :

“LỰA CHỌN, XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG OXI

HÓA- KHỬ (PHẦN VÔ CƠ-BAN KHTN) NHẰM PHÁT HUY NĂNG LỰC NHẬN THỨC VÀ TƯ

DUY CHO HỌC SINH Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG”.

2 Mục đích nghiên cứu.

Chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài này nhằm đạt được mục đích:

Lựa chọn, xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập về pư oxh - k nhằm phát huynăng lực nhận thức và tư duy cho hs ở trường THPT góp phần thực hiện địnhhướng đổi mới phương pháp giảng dạy

3 Khách thể nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu.

3.1 Khách thể nghiên cứu.

Vấn đề phát triển tư duy của hs trong quá trình dạy học hóa học (Quá trình dạyhọc hóa học thông qua hệ thống câu hỏi và bài tập oxh - k phần vô cơ ban KHTN)

3.2 Đối tượng nghiên cứu.

Xây dựng hệ thống câu hỏi lý thuyết và bài tập về phản ứng oxi hóa- khử nhằm phát huy năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh THPT

4 Nhiệm vụ của đề tài.

a- Nghiên cứu cơ sở lý luận của đề tài về các vấn đề:

- Hoạt động nhận thức của hs và vai trò điều khiển của giáo viên trong dạy học

- Phát huy năng nhận thức và tư duy của hs trong giảng dạy chương trìnhhóa học phổ thông

- Bản chất của bài tập nhận thức

b- Nghiên cứu xây dựng, lựa chọn hệ thống hóa phân loại các dạng bài tập pưoxh - k (ban KHTN) trên cơ sở kiến thức oxh - k (trong chương trình hóa học phổthông và xác định kiến thức cần, cũng như có thể mở rộng)

- Nghiên cứu phương pháp, cách thức, phân tích hiện tượng hóa học dựatheo nội dung của bài

- Nghiên cứu hệ thống bài tập hóa học theo lý thuyết về các quá trình nhậnthức giúp hs lĩnh hội kiến thức một cách chắc chắn, rèn luyện và phát huy nănglực nhận thức và tư duy cho hs (biên soạn hệ thống bài tập dùng bồi dưỡng họcsinh khá, giỏi, nâng cao chất lượng dạy học hóa học)

c- Nghiên cứu và bước đầu sử dụng hệ thống bài tập này trong giảng dạy họccác bài liên quan oxh - k

d- Tiến hành TNSP đánh giá nội dung hệ thống câu hỏi, bài tập hóa học và hiệu quảcủa việc sử dụng chúng trong giảng dạy với từng đối tượng hs ở trường phổ thông

5 Giả thuyết khoa học.

Việc phát huy năng lực nhận thức và tư duy của hs sẽ đạt hiệu quả nếu như giáoviên biết cách lựa chọn một cách tối ưu và xây dựng được một hệ thống về oxh - k, bàitập nhận thức hóa học chọn lọc đa dạng, có chất lượng khai thác được các khía cạnhcủa kiến thức cơ bản, ở các mức độ nhận thức khác nhau đồng thời kết hợp với pp sửdụng hệ thống bài tập này một cách hợp lý, hiệu quả trong các khâu của quá trình dạyhọc để phát huy năng lực nhận thức và tư duy của hs Từ việc lựa chọn hướng dẫn cáchgiải, vận dụng kiến thức đến việc điều khiển quá trình nhận thức, phương pháp tư duythông qua các bài liên quan oxi hóa - khử

6 Phương pháp nghiên cứu.

Trong quá trình nghiên cứu đề tài chúng tôi đã kết hợp nhiều pp nghiên cứunhư:

a- Nghiên cứu lý luận:

- Chúng tôi tiến hành phân tích lý thuyết, nghiên cứu lý luận các vấn đề có liên quan về việc xây dựng hệ thống câu hỏi lý thuyết, bài tập định lượng, định tính

pư oxh - k dựa trên quan điểm lý luận về nhận thức

- Phân tích lý thuyết, tham khảo các tài liệu có những nội dung liên quan đến

cơ sở lí luận nghiên cứu, nhằm đề ra giả thuyết khoa học và nội dung của luận văn.Trên cơ sở đó chúng tôi đã trình bày một số câu hỏi và bài tập đã sưu tầm và tựnghiên cứu để nhằm đạt mục đích mà đề tài đã đề ra

b- Nghiên cứu thực tiễn:

Chúng tôi tiến hành quan sát sư phạm, thăm dò, điều tra tìm hiểu thực tiễngiảng dạy phần oxh - k nhằm phát hiện ra vấn đề nghiên cứu Tiến hành trao đổikinh nghiệm với các đồng nghiệp có nhiều kinh nghiệm, các thầy cô ở tổ bộ mônphương pháp giảng dạy của khoa Hóa học trường đại học Sư phạm Hà Nội

c- Thực nghiệm sư phạm và sử lý kết quả thực nghiệm

Chúng tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm chứng minh cho các vấn đềkhoa học đặt ra là đúng đắn và có tính khả thi khi áp dụng vào giảng dạy bộ môn

7 Điểm mới của đề tài

- Mở rộng quan điểm hệ thống hóa cơ sở lý luận về quá trình nhận thứctrong việc phát huy năng lực nhận thức và tư duy cho hs khi giải bài tập hóa học

- Đã phân tích sự hình thành và phát triển khái niệm phản ứng oxi hóa- khửtrong chương trình hóa học phổ thông Từ đó xác định nội dung kiến thức về pưoxh - k có thể mở rộng, nâng cao trên cơ sở lí thuyết về cấu tạo nguyên tử, lí thuyết

về pư hóa học nói chung và pư oxh - k nói riêng

- Đã lựa chọn, xây dựng được hệ thống câu hỏi lí thuyết và bài tập về pư oxh - k ởcác mức độ nhận thức khác nhau theo các dạng khác nhau: hệ thống câu hỏi lí thuyết (hìnhthành các khái niệm…, cặp oxi hóa- khử) hệ thống bài tập (cân bằng phương trình phảnứng oxi hóa- khử, hoàn thành phương trình phản ứng, bài toán áp dụng) phân tích các dạngbài tập có tác dụng phát huy năng lực nhận thức và tư duy cho hs

* Bước đầu nghiên cứu sử dụng hệ thống bài tập này trong việc soạn giáo ánbài giảng nghiên cứu tài tiệu mới và TNSP đánh giá hiệu quả của việc sử dụng chúng Nội dung của luận văn có thể giúp cho bản thân giáo viên, cũng như đồng

nghiệp có thêm một số tư liệu trong việc giảng dạy bộ môn

NỘI DUNG Chương I

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI.

I Hoạt động nhận thức của hs trong quá trình dạy học.

1 Khái niệm nhận thức.

Nhận thức là một trong ba mặt cơ bản của đời sống tâm lý của con người(Nhận thức, tình cảm, ý chí) Nó là tiền đề của hai mặt kia và đồng thời có quan hệchặt chẽ với chúng và với các hiện tượng tâm lý khác.17, 20]

Hoạt động nhận thức bao gồm nhiều quá trình khác nhau Có thể chia hoạtđộng nhận thức thành hai giai đọan lớn :

- Nhận thức cảm tính: (Cảm giác và tri giác)

- Nhận thức lý tính: (Tư duy và tưởng tượng)

Hai giai đoạn này có quan hệ chặt chẽ và tác động lẫn nhau đúng như V.I.LêNin đã tổng kết quy luật đó: “từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tưduy trừu tượng đến thực tiễn đó là con đường biện chứng của nhận thức chân lý,nhận thức hiện thực khách quan ”

1.1 Nhận thức cảm tính (cảm giác và tri giác).

Là một quá trình tâm lý, nó là sự phản ánh những thuộc tính bên ngoài của

sự vật và hiện tượng thông qua sự tri giác của các giác quan

Cảm giác là hình thức khởi đầu trong sự phát triển của hoạt động nhận thức,

nó chỉ phản ánh từng thuộc tính riêng lẻ của sự vật và hiện tượng

Tri giác phản ánh sự vật và hiện tượng một cách trọn vẹn và theo cấu trúc nhất định.Cảm giác và tri giác đóng vai trò quan trọng trong quá trình nhận thức Nếu như cảm giác là hình thức nhận thức đầu tiên của con người thì tri giác là một điều kiện quan trọngtrong sự định hướng hành vi và hoạt động của con người trong môi trường xung quanh

1.2.Nhận thức lý tính (tư duy và tưởng tượng).

* Tưởng tượng là một quá trình tâm lý phản ánh những điều chưa từng có

trong kinh nghiệm của cá nhân bằng cách xây dựng những hình ảnh mới trên cơ

sở những biểu tượng đã có.

* Tư duy là một quá trình tâm lý phản ánh những thuộc tính bản chất,

những mối liên hệ bên trong có tính quy luật của sự vật hiện tượng trong hiện thực khách quan mà trước đó ta chưa biết

Nét nổi bật của tư duy là tính "có vấn đề" tức là trong hoàn cảnh có vấn đề tư

duy này được nảy sinh Tư duy là mức độ lý tính nhưng có quan hệ chặt chẽ với nhậnthức cảm tính Nó có khả năng phản ánh những thuộc tính bản chất của sự vật hiệntượng

Tư duy là khâu cơ bản của quá trình nhận thức, nắm bắt được quá trình này,người giáo viên sẽ hướng dẫn tư duy khoa học cho hs trong suốt quá trình dạy vàhọc môn hoá học ở trường phổ thông và cần chú trọng những điểm sau:

- Cần phải coi trọng phát triển tư duy cho hs và không thể tách rời việc traudồi ngôn ngữ, nhất là ngôn ngữ hóa học

- Việc phát triển tư duy không thể thay thế được việc rèn luyện cảm giác, trigiác, năng lực quan sát và trí nhớ cho hs

- Muốn thúc đẩy hs tư duy thì giáo viên phải biết đưa hs vào tình huống có vấn đề

2 Sự phát triển của năng lực nhận thức.

2.1 Năng lực nhận thức và biểu hiện của nó.

Năng lực nhận thức được biểu hiện ở nhiều mặt cụ thể :

- Mặt nhận thức như: nhanh biết, nhanh hiểu, nhanh nhớ, biết suy xét và tìm

ra các quy luật trong các hiện tượng một cách nhanh chóng

- Về khả năng tưởng tượng: óc tưởng tượng phong phú, hình dung ra được

những hình ảnh và nội dung theo đúng người khác mô tả

- Qua hành động: sự nhanh trí, tháo vát, linh hoạt, sáng tạo

- Qua phẩm chất: óc tò mò, lòng say mê, hứng thú làm việc…còn “trí thông

minh”: là tổng hợp các năng lực trí tuệ của con người (quan sát, ghi nhớ, tưởngtượng, tư duy) mà đặc trưng cơ bản nhất là tư duy độc lập và tư duy sáng tạo nhằmứng phó với tình huống mới”

2.2 Sự phát triển năng lực nhận thức cho học sinh.

Khi nghiên cứu về quá trình nhận thức và sự phát triển năng lực nhận thức ta

có một số nhận xét khái quát:

a- Việc phát triển năng lực nhận thức thực chất là hình thành và phát triển năng

lực suy nghĩ linh hoạt, sáng tạo mà bước đầu là giải các “bài toán” nhận thức, vận dụng vào bài toán “thực tiễn” trong thực hành một cách chủ động và độc lập ở các mức độ

d- Để phát triển năng lực nhận thức cho hs cần đảm bảo các yếu tố:

* Vốn di truyền về tư chất tối thiểu cho hs (cấu tạo não bộ, số lượng và sốlượng của nơron thần kinh)

* Vốn kiến thức tích lũy phải đầy đủ, hệ thống

* Phương pháp dạy và phương pháp học phải thật sự khoa học

* Có chú ý tới đặc điểm lứa tuổi và sự đảm bảo về vật chất và tinh thần

Trong quá trình tổ chức học tập ta cần chú ý đến các hướng cơ bản sau:

- Sử dụng các phương pháp dạy học mang tính chất nghiên cứu, kích thíchđược hoạt động nhận thức, rèn luyện tư duy độc lập, sáng tạo

- Người giáo viên phải dạy cho hs biết cách lập kế hoạch làm việc, phân tích cácyêu cầu của nhiệm vụ học tập, đề ra pp giải quyết vấn đề một cách hợp lý, sáng tạo

- Cần chú ý tổ chức các hoạt động tập thể trong dạy học Trong các hoạtđộng này, mỗi hs thể hiện cách nhìn nhận, giải quyết vấn đề của mình và nhận xét,đánh giá được cách giải quyết của bạn

Như vậy, năng lực nhận thức liên quan trực tiếp với tư duy Năng lực nhận thức, năng lực trí tuệ được phát triển khi tư duy được phát triển.

II Tư duy và tư duy hóa học.

Lý luận dạy học hiện đại đặc biệt chú ý đến sự phát triển tư duy cho hs thông qua

sự điều khiển tối ưu quá trình dạy học, còn các thao tác tư duy cơ bản là công cụ của sựnhận thức Hs chỉ thực sự lĩnh hội được tri thức khi họ thực sự tư duy Vậy tư duy là gì?

1 Khái niệm tư duy.

Theo M.N.Sacđacop: “Tư duy là sự nhận thức khái quát gián tiếp các sự vật

và hiện tượng 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

lẻ của hiện thực trên cơ sở những kiến thức khái quát hóa đã thu nhận được”

2 Những đặc điểm của tư duy.

Tư duy có những đặc điểm sau:

* Tư duy phản ánh khái quát: Tư duy phản ánh hiện tượng khách quan,

những nguyên tắc hay nguyên lý chung, những khái niệm hay sự vật tiêu biểu

* 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 cácdấu hiệu gián tiếp Tư duy cho ta những hiểu biết đặc điểm bên trong, những đặc điểmbản chất mà các giác quan không phản ánh được Ví dụ giác quan con người khôngnhận thấy sự tồn tại của các ion trong dd, các (e) trong nguyên tử, nhưng nhờ nhữngdấu hiệu phản ứng - biểu hiện gián tiếp mà con người biết được nó

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

đầu từ nhận thức cảm tính, liên hệ chắt chẽ với nó và quá trình đó nhất thiết phải sửdụng những tư liệu của nhận thức cảm tính

3 Những phẩm chất của tư duy.

Những công trình nghiên cứu về tâm lý học và giáo dục đã khẳng định rằng:

Sự phát triển tư duy nói chung được đặc trưng bởi sự tích luỹ các thao tác tư duythành thạo vững chắc của con người Những phẩm chất tư duy cơ bản là: 17]

* Tính định hướng: thể hiện ở ý thức nhanh chóng và chính xác đối tượng

cần lĩnh hội, mục đích phải đạt và những con đường tối ưu để đạt mục đích đó

* Bề rộng: thể hiện ở chỗ có khả năng vận dụng kiến thức vào việc nghiên

cứu các đối tượng khác

* Độ sâu: thể hiện ở khả năng nắm vững ngày càng sâu sắc bản chất của sự

vật, hiện tượng

* Tính linh hoạt: thể hiện ở sự nhạy bén trong việc vận dụng những tri trức

và cách thức hành động vào các tình huống khác nhau một cách sáng tạo

* Tính mềm dẻo: thể hiện ở hoạt động tư duy được tiến hành theo các hướng

xuôi và ngược chiều (Bài: Từ cụ thể đến trừu tượng và từ trừu tượng đến cụ thể)

* Tính độc lập: thể hiện ở chỗ tự mình phát hiện được vấn đề, đề xuất cách

giải quyết và tự giải quyết vấn đề

*Tính khái quát: thể hiện ở chỗ khi giải quyết mỗi loại nhiệm vụ sẽ đưa ra

mô hình khái quát Từ mô hình khái quát này có thể vận dụng để giải quyết cácnhiệm vụ cùng loại

Để đạt được những phẩm chất tư duy trên, trong quá trình giảng dạy, chúng

ta cần chú ý rèn cho hs bằng cách nào?

4 Các thao tác tư duy và pp hình thành phán đoán mới.

4.1 Các thao tác tư duy (rèn luyện các thao tác tư duy trong giảng dạy hóa

học ở trường phổ thông)

Sự phát triển tư duy được đặc trưng bởi việc sử dụng thành thạo các thao tác

tư duy trong quá trình nhận thức Trong quá trình học tập hóa học hs cần sử dụngcác thao tác tư duy sau:

4.1.1 Phân tích.

Phân tích là hoạt động tư duy phân chia một vật, một hiện tượng ra các yếu

tố, các bộ phận nhằm mục đích nghiên cứu chúng đầy đủ, sâu sắc, trọn vẹn hơn theo một hướng nhất định.

Quá trình hoạt động phân tích cũng đi từ phiến diện tới toàn diện nghĩa là từphân tích thử, phân tích cục bộ , từng phần và cuối cùng là sự phân tích có hệ thống

Ví dụ : Nghiên cứu về nước được phân chia trong từng cấp học như sau :

Cấp 1 : Hs mới nghiên cứu chu trình của nước trong tự nhiên và các ứng

dụng, trạng thái của nước

Cấp 2 : Hs đã hiểu nước được phân tích thành H2 và O2

2H2O → 2H2 + O2

Cấp 3 : Nghiên cứu nước bị phân ly thành ion :

H2O  H+ + OH

-4.1.2 Tổng hợp.

"Là hoạt động nhận thức phản ánh của tư duy biểu hiện trong việc xác lập tínhchất thống nhất của các phẩm chất và thuộc tính của các yếu tố trong một sự vậtnguyên vẹn có thể có được trong việc xác định phương hướng thống nhất và xácđịnh các mối liên hệ, các mối quan hệ giữa các yếu tố của sự vật nguyên vẹn đó,trong việc liên kết và liên hệ giữa chúng và chính vì vậy là đã thu được một sự vật

và hiện tượng nguyên vẹn mới" Phân tích và tổng hợp là những yếu tố cơ bản củahoạt động tư duy, thường được dùng khi hình thành phán đoán mới (quy nạp, suydiễn, suy lý tương tự) và ngay trong cả các tư duy khác như: trừu tượng hóa, kháiquát hóa

Hs cấp THPT có thể tư duy tổng hợp bằng vốn tri thức, khái niệm cũ Phân tích và tổng hợp không phải là hai phạm trù riêng rẽ của tư duy Đây là haiquá trình có liên hệ biện chứng Phân tích để tổng hợp có cơ sở và tổng hợp để phântích đạt được chiều sâu bản chất hiện tượng sự vật Sự phát triển của phân tích và tổnghợp là đảm bảo hình thành của toàn bộ tư duy và các hình thức tư duy của học sinh

4.1.3 So sánh.

"Là xác định sự giống nhau và khác nhau giữa các sự vật hiện tượng củahiện thực".8 Trong hoạt động tư duy hs thì so sánh giữ vai trò tích cực quantrọng Hay nói cách khác thao tác so sánh phải kèm theo sự phân tích và tổng hợp

Trong giảng dạy hóa học thường dùng hai cách so sánh: so sánh tuần tự và

so sánh đối chiếu.

* So sánh tuần tự : Là sự so sánh trong đó nghiên cứu xong từng đối tượng

rồi so sánh chúng với nhau Loại này thường áp dụng trong những trường hợp, đối tượng giống nhau Chẳng hạn nghiên cứu xong kim loại nhôm rồi nghiên cứu kim

loại sắt rồi so sánh với nhau.

* So sánh đối chiếu: Nghiên cứu hai đối tượng cùng một lúc hoặc khi nghiên

cứu đối tượng thứ hai người ta phân tích từng bộ phận rồi đối chiếu với từng bộ

phân của đối tượng thứ nhất.

Trong giảng dạy nói chung và dạy học hóa học nói riêng cần dạy cho hscách so sánh Chẳng hạn, trong hóa học cần dạy cho hs so sánh các chất, cácnguyên tố và pư hóa học theo cùng một dàn ý như khi nghiên cứu chúng, tìm ranhững nét giống nhau và khác nhau trong từng điểm một

Ví dụ : So sánh Hydrocacbon ankan, anken, ankin ở mức độ cụ thể

So sánh Hydrocacbon với rượu, andehit, axit ở mức độ cao hơn

4.1.4 Khái quát hóa.

Khái quát hoá là hoạt động tư duy tách những thuộc tính chung và các mốiliên hệ chung, bản chất của sự vật và hiện tượng tạo nên nhận thức mới dưới hìnhthức khái niệm, định luật, quy tắc

Hoạt động tư duy khái quát hóa của hs phổ thông có ba mức độ :

a Khái quát hoá cảm tính: Là sự khái quát hóa bằng kinh nghiệm, bằng

các sự việc cụ thể khi hs quan sát trực tiếp những sự vật và hiện tượng riêng lẻ, trong đó các em nêu ra những dấu hiệu cụ thể, thuộc về bên ngoài Đó là trình độ

sơ đẳng, của sự phát triển tư duy khái quát hóa và là nền tảng để có được những trình độ khái quát hóa cao hơn

b Khái quát hoá hình tượng - khái niệm

Là sự khái quát hóa cả những cái bản chất và chung lẫn những cái không bản chất của sự vật hay hiện tượng dưới dạng những hình tượng hay biểu tượng

trực quan Mức độ này ở lứa tuổi hs đã lớn nhưng tư duy đôi khi còn dừng lại ở sự

vật hiện tượng riêng lẻ

c Khái quát hoá khái niệm: Là sự khái quát hoá những dấu hiệu và liên hệ

chung bản chất được tách khỏi các dấu hiệu và quan hệ không bản chất được lĩnh hộibằng khái niệm, định luật, quy tắc Mức độ này thực hiện trong hs cấp PTTH

Trong giảng dạy cần phải rèn luyện cho hs khả năng tư duy khái quát hóa

Người giáo viên cần tập luyện cho hs phát triển tư duy khái quát hóa bằng những

hình thức quen thuộc như lập dàn ý, xây dựng kết luận và viết tóm tắt nội dung cácbài, các chương của tài liệu giáo khoa

4.2 Những hình thức cơ bản của tư duy.

4.2.1 Khái niệm.

Theo định nghĩa thì "khái niệm là một tư tưởng phản ánh những dấu hiệu

bản chất khác biệt (riêng biệt) của sự vật hiện tượng"

Khái niệm có vai trò quan trọng trong tư duy, là điểm đi tới của quá trình tưduy, cũng là điểm xuất phát của một quá trình

Bài: Khái niệm "phân tử" là hạt nhỏ nhất, mang tính chất vật lý và hoá học

của chất, do các nguyên tử tạo thành

4.2.2 Phán đoán.

Trong tư duy, phán đoán được sử dụng như là những câu ngữ pháp nhằm liên kết các khái niệm do đó nó có những quy tắc, quy luật bên trong Trên cơ sở những khái niệm, phán đoán chính là hình thức mở rộng, đi sâu vào tri thức Muốn

có phán đoán chân thực, khái niệm phải chân thực, nhưng có khái niệm chân thực chưa chắc có phán đoán chân thực.

Ví dụ : "Tất cả các kim loại đều tác dụng được với axit HCl" - phán đoán

này không chân thực mặc dù "kim loại" là một khái niệm chân thực

Cũng có khái niệm chân thực, phán đoán chân thực nhưng không đầy đủ.Như vậy, nếu khái niệm chân thực như là điều kiện tiên quyết của phán đoánthì những quy tắc quy luật sẽ giúp cho phán đoán chân thực hơn

4.2.3 Suy lý.

Hình thức suy nghĩ liên hệ các phán đoán với nhau để tạo một phán đoánmới gọi là suy lý Suy lý được cấu tạo bởi hai bộ phận:

* Các phán đoán có trước gọi là tiền đề

* Các phán đoán có sau gọi là kết luận, dựa vào tính chất của tiền đề mà kết luận

Ví dụ: "Sắt gặp nóng sẽ nở ra" - Sau khi chứng minh tiền đề đó tiến tới suy

luận "gặp lạnh, sắt sẽ co lại, thể tích giảm"

Như trên đã nói, suy lý phải dựa trên cơ sở tiền đề chân thực và có quá trìnhchứng minh, không được vi phạm quy tắc suy lý

Suy lý chia làm ba loại :

* Loại suy * Suy lý quy nạp * Suy lý diễn dịch

Là cách phán đoán dựa trên sự nghiên cứu nhiều hiện tượng, trường hợp đơn lẻ

để đi tới kết luận chung, tổng quát về những tính chất, những mối liên hệ tương quanbản chất nhất và chung nhất ở đây sự nhận thức đi từ cái riêng biệt đến cái chung

Phép quy nạp giúp cho kiến thức được nâng cao và mở rộng

4.3.3 Loại suy.

Là sự phán đoán, đi từ cái riêng biệt này đến cái riêng biệt khác để tìm ranhững đặc tính chung và những mối liên hệ có tính quy luật của các chất và hiệntượng

Bản chất của phép loại suy là dựa vào sự giống nhau (tương tự) của hai vậtthể hay hiện tượng về một dấu hiệu nào đó mà đi tới kết luận về sự giống nhau củachúng cả về những dấu hiệu khác nữa

5 Tư duy hóa học và sự phát triển tư duy trong hóa học (rèn luyện các thao tác tư duy trong hóa học ở trường phổ thông)

5.1 Tư duy hóa học.

Trên cơ sở các phẩm chất, thao tác tư duy nói chung mỗi nghành khoa học

còn có những nét đặc trưng của hoạt động tư duy, phản ánh nét đặc thù của ppnhận thức nghành khoa học đó

- Tư duy hóa học được đặc trưng bởi pp nhận thức hóa học nghiên cứu các chất,quá trình biến đổi của chất và các quy luật chi phối quá trình biến đổi này

Trong hóa học các chất tương tác với nhau đã xảy ra sự biến đổi nội tại của các chất để tạo thành chất mới Sự biến đổi này tuân theo những nguyên lý, quy luật, những mối quan hệ định tính và định lượng của hóa học Việc sử dụng các thao tác tư duy, sự suy luận đều phải tuân theo các quy luật này Trên cơ sở của sự tương tác

giữa các tiểu phân vô cùng nhỏ, thông qua các bài tập, những vấn đề đặt ra của ngành khoa học hóa học mà rèn luyện các thao tác tư duy, pp nhận thức hóa học.

- Cơ sở của tư duy hóa học là sự liên hệ quá trình pư với sự tương tác giữacác tiểu phân của thế giới vi mô (phân tử, nguyên tử, ion, (e)), mối liên hệ giữa đặcđiểm cấu tạo với tính chất của chất Các quy luật biến đổi giữa các loại chất vàmối quan hệ giữa chúng

- Đặc điểm của quá trình tư duy hóa học là sự phối hợp chặt chẽ, thống nhất giữa

sự biến đổi bên trong (quá trình pư hóa học) với các biểu hiện bên ngoài (dấu hiệu nhậnbiết, điều kiện xảy ra pư ), giữa cái cụ thể: Sự tương tác giữa các chất với cái trừu tượngnhư quá trình góp chung (e), trao đổi (e), trao đổi ion trong pư hóa học nghĩa là nhữnghiện tượng cụ thể quan sát được liên hệ với những hiện tượng không nhìn thấy được màchỉ được nhận thức bằng sự suy luận lôgic và được biểu diễn bằng ngôn ngữ hóa học

Đó là các kí hiệu, công thức hóa học để biểu diễn mối liên hệ bản chất các hiện tượng được nghiên cứu Vậy bồi dưỡng phương pháp và năng lực tư duy hóa học là bồi dưỡng cho hs vận dụng thành thạo các thao tác tư duy và pp nhận thức dựa vào những dấu hiệu quan sát được mà phán đoán tính chất, sự biến đổi nội tại của chất và các biến đổi hóa học Quá trình tư duy hóa học được bắt đầu từ sự quan sát các hiện tượng hóa học, phân tích các yếu tố của quá trình biến đổi để tìm ra các mối liên hệ giữa mặt định tính, định lượng, quan hệ nhân - quả của các hiện tượng và quá trình hóa học để xây dựng nên các cơ sở lý thuyết, quy luật, định luật mô tả bằng ngôn ngữ hóa học rồi lại được vận dụng vào nghiên cứu các vấn đề của thực tiễn đặt ra cho nghành giáo dục.

5.2 Sự phát triển tư duy trong dạy học hóa học.

Việc phát triển tư duy cho hs trước hết là giúp hs nắm vững kiến thức hóahọc, biết vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập và thực hành Qua đó mà kiếnthức của hs thu nhận được trở nên vững chắc và linh động hơn Hs chỉ thực sự lĩnhhội được tri thức khi tư duy của họ được phát triển và nhờ sự hướng dẫn của giáoviên mà hs biết phân tích, khái quát tài liệu có nội dung, sự kiện cụ thể và rút ranhững kết luận cần thiết

-Sự phát triển tư duy của hs được diễn ra trong quá trình tiếp thu và vận dụng

tri thức, khi tư duy phát triển sẽ tạo ra một kĩ năng và thói quen làm việc có suy nghĩ,

có pp, chuẩn bị tiềm lực lâu dài cho hs trong hoạt động sáng tạo sau này Do đó, trong

hoạt động giảng dạy hóa học cần phải tập luyện cho hs hoạt động tư duy sáng tạo qua các khâu của quá trình dạy học Từ hoạt động học trên lớp, thông qua hệ thống câu hỏi, bài tập mà giáo viên điều khiển hoạt động nhận thức của hs để giải quyết các vấn đề học tập được đưa ra Hs tham gia vào hoạt động này một cách tích cực sẽ nắm được cả kiến thức và pp nhận thức đồng thời các thao tác tư duy cũng được rèn luyện.

Trong học tập hóa học, hoạt động giải bài tập hóa học là một trong các hoạt độngchủ yếu để phát triển tư duy hs Vậy đánh giá tư duy phát triển bằng cách nào?

Đánh giá sự phát triển tư duy của hs dựa vào các dấu hiệu:

a- Có khả năng chuyển các tri thức và kĩ năng sang tình huống mới

b- Tái hiện nhanh chóng kiến thức, các mối liên hệ cần thiết để giải một bài toánnào đó Thiết lập nhanh chóng các mối liên hệ bản chất giữa các sự vật và hiện tượng

c- Có khả năng phát hiện cái chung của các hiện tượng khác nhau, sự khácnhau giữa các hiện tượng tương tự

d- Có khả năng áp dụng kiến thức vào thực tế

Như vậy hoạt động giải bài tập hóa học rèn luyện cho hs năng lực phát hiện vấn

đề mới, tìm ra hướng đi mới Thông qua hoạt động giải bài tập hóa học mà các thao tác

tư duy như: phân tích, so sánh, khái quát hóa… thường xuyên được rèn luyện, năng lựcquan sát, trí nhớ, óc tưởng tượng, năng lực độc lập suy nghĩ của hs không ngừng đượcnâng cao, họ biết đánh giá, nhận xét đúng và cuối cùng tư duy được rèn luyện, pháttriển thường xuyên Vì vậy cần chọn lọc, lựa chọn hệ thống bài tập tiêu biểu và thôngqua quá trình giải để hướng dẫn hs cách tư duy, sử dụng các thao tác tư duy trong việcvận dụng kiến thức hóa học vào việc giải quyết các yêu cầu của bài toán [35 tr 13, 17,

32 ]

Đánh giá trình độ phát triển của tư duy học sinh

Chất lượng đào tạo được thể hiện chính qua năng lực của người được đào tạo sau khihoàn thành những chương trình đào tạo Năng lực này bao gồm bốn thành tố

1 Khối lượng và trình độ kiến thức đào tạo

2 Kỹ năng thực hành được đào tạo

3 Năng lực nhận thức và tư duy được đào tạo

4 Phẩm chất nhân văn được đào tạo.

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, với đối tượng là hs phổ thông việc đánh giáquá trình học tập của hs thông qua việc đánh giá trình độ phát triển tư duy của hs bao hàm:Đánh giá trình độ phát triển năng lực nhận thức, năng lực tư duy, kỹ năng thực hành

Cơ sở của việc đánh giá đó là đánh giá khả năng nắm vững những cơ sởkhoa học một cách tự giác, tích cực, tự lực và sáng tạo của hs

Đánh giá về kết quả học tập của hs, Bloom đã đưa ra thang bậc về cấp độ củaquá trình nhận thức Gồm 6 cấp độ nhận thức (đi từ mức thấp đến mức cao): biết,hiểu, áp dụng, phân tích, tổng hợp, đánh giá, cụ thể hóa bằng sơ đồ hình thápsau:

Đối với thực tế giáo dục Việt Nam, chúng ta chủ yếu chỉ xét 4 cấp độ: Biết,hiểu, vận dụng (kỹ năng), vận dụng sáng tạo (biến hóa)

Căn cứ vào chất lượng của quá trình lĩnh hội và kết quả của nó, có bốn trình

độ nẵm vững kiến thức, khái niệm, kỹ năng, kỹ xảo (Tiêu chí để đánh giá khảnăng nắm vững vấn đề là: hiểu, nhớ, vận dụng và vận dụng sáng tạo

Trình độ lĩnh hội kiến thức, kỹ năng và kỹ xảo của hs được phân thành bốn bậc như sau: )

Bậc 1 Trình độ biết: Nhận biết, xác định, phân biệt và nhận ra kiến thức tìm

hiểu (ghi nhớ các sự kiện)

Bậc2 Trình độ hiểu: Tái hiện thông báo về đối tượng theo trí nhớ hay ý nghĩa

(tái hiện kiến thức) hoặc có khả năng diễn giải, mô tả tóm tắt kiến thức thu nhận được

Áp dụng Phân tích Tổng hợp

Đánh giá

Vận dụng kiến thức vào thực tiễn bằng cách chuyển tải chúng vào những đốitượng và tình huống quen biết nhưng đã bị biến đổi hoặc chưa quen biết.

Đánh giá mức độ của quá trình nhận thức chúng ta nhận thấy ở bậc 1 và bậc

2 thì quá trình tư duy ở đây đạt ở mức độ thấp (năng lực tư duy cụ thể): Hs chỉ cầnnhận biết, xác định kiến thức, hiểu và có thể tái hiện, mô tả các kiến thức đã thunhận được Về mức độ nhận thức có thể xếp bậc 1 và bậc 2 vào một dạng

Bậc 3 hs phải vận dụng các kiến thức vào các tình huống quen thuộc Ở bậcnày hs phải sử dụng pp tư duy lôgic: Suy luận có căn cứ dựa trên sự phân tích, sosánh để áp dụng các kiến thức vào các tình huống cụ thể

Bậc 4 là bậc cao nhất của quá trình lĩnh hội nhận thức kiến thức Về mặt nănglực tư duy hs phải sử dụng pp tư duy trừu tượng Trình độ lĩnh hội vận dụng sáng tạonày thường đặc trưng cho hs có khả năng vận dụng một cách linh hoạt, vận dụngkiến thức xử lý các tình huống chưa quen biết, chưa gặp

Căn cứ vào các tiêu chí đánh giá chất lượng học tập của hs, đánh giá trình

độ phát triển tư duy của hs trong dạy học, người giáo viên nói chung và giáo viên

hóa học nói riêng cần phải chú ý tới việc phát triển tư duy cho hs

Trong các hình thức dạy học thì dạy học trên lớp là hình thức cơ bản nhất ởtrường phổ thông Người giáo viên có thể sử dụng phối hợp các pp dạy học trongcác kiểu bài lên lớp, cũng như để đánh giá kiến thức của bài học nói chung cũngnhư đối với từng loại bài học nói riêng - Bài học nghiên cứu tài liệu mới - Bài thựchành để minh chứng kiến thức - Bài hoàn thiện kiến thức, kỹ năng - Bài kiểm trađánh giá kiến thức, kỹ năng

Dựa trên cơ sở của việc phân loại, sắp xếp các câu hỏi và bài tập theo các bậc củaquá trình lĩnh hội kiến thức, kĩ năng và trình độ tư duy, căn cứ theo cấu trúc chương trìnhsách giáo khoa, chúng ta có thể sắp xếp hệ thống câu hỏi và bài tập theo 4 dạng (kiểu):

Kiểu 1 Trình độ tìm hiểu Kiểu 2 Trình độ tái hiện

Kiểu 3 Trình độ kỹ năng (lĩnh hội vận dụng)

Kiểu 4 Trình độ biến hoá (lĩnh hội vận dụng sáng tạo)

Về năng lực tư duy có thể chia thành 4 cấp độ:

* Tư duy cụ thể (1): Chỉ có thể suy luận trên cơ sở những thông tin cụ

thể này đến thông tin cụ thể khác

* Tư duy lôgic (2): Suy luận theo chuỗi có tuần tự, có khoa học và phê

phán, nhận xét

* Tư duy hệ thống (3): Suy luận, tiếp cận một cách hệ thống các thông tin

hoặc các vấn đề, nhờ đó cách nhìn bao quát hơn

* Tư duy trừu tượng (4): Suy luận các vấn đề một cách sáng tạo và ngoài các

khuôn khổ đã định sẵn

Tương ứng có bốn trình độ thao tác (bốn trình độ kĩ năng):

1 Bắt chước theo mẫu: Làm theo đúng mẫu cho trước (quan sát, làm thử,

làm đi làm lại)

2 Phát huy sáng kiến: Làm đúng theo mẫu hoặc chỉ dẫn có phát huy sáng

kiến, hợp lý hóa thao tác

3 Đổi mới : Không bị lệ thuộc vào mẫu Có sự đổi mới nhưng vẫn đảm bảo

chất lượng

4 Tích hợp hay sáng tạo: Sáng tạo ra quy trình hoàn toàn mới.

Ở mỗi trình độ thao tác trên lại có thể phân làm ba mức:

1 Làm thử theo mẫu 2 Làm đúng và xuất hiện sự khéo léo thành thạo

3 Tự động hoá

Như vậy trong quá trình giảng dạy hoá học, giáo viên muốn rèn luyện, phát triển tư duy của hs cần phải có các biện pháp giảng dạy hợp lý để hs thực sự nắm vững hiểu biết một cách tự giác tích cực, tự lực giành được những hiểu biết đó.

Để giúp hs lĩnh hội kiến thức, kĩ năng về môn hóa học được tốt, người giáo viênkhông thể không sử dụng các câu hỏi và bài tập để hình thành, khắc sâu, vận dụng, nắmvững kiến thức, kĩ năng qua đó rèn luyện năng lực nhận thức và tư duy cho hs

III Bài tập hóa học – phương pháp dạy học có hiệu quả trong sự phát triển tư

duy hóa học.

1 Khái niệm bài tập hóa học.

Theo từ điển tiếng Việt [36 tr 45]: “bài tập là bài ra cho hs làm để vận dụng

kiến thức đã học”.

Còn bài toán là vấn đề cần giải quyết bằng phương pháp khoa học

Một số tài liệu hóa học thường dùng “Bài toán hóa học” để chỉ những bài

tập định lượng - đó là những bài tập có tính toán - khi giải hs cần thực hiện một sốphép toán nhất định

Các nhà lý luận dạy học Liên Xô (trước đây - cũ) cho rằng: “bài tập” bao

gồm cả câu hỏi và bài toán, mà khi hoàn thành chúng, hs nắm được hay hoàn thiệnmột tri thức hoặc một kỹ năng nào đó, bằng cách trả lời miệng, trả lời viết hoặc cókèm theo thực nghiệm”

Ở nước ta, sách giáo khoa và sách tham khảo, thuật ngữ “bài tập” được dùng theo quan niệm này.

2 Tác dụng của bài tập hóa học.

Bài tập hóa học (BTHH về pư oxh - khử phần vô cơ-ban KHTN ) cần được

quan tâm, chú trọng hơn nữa trong các bài học vì nó vừa là mục tiêu, vừa là mục

đích, vừa là nội dung, vừa là pp dạy học hữu hiệu Nó không những vừa trang bị, vừacủng cố, khắc sâu hệ thống hóa kiến thức cũng như tạo niềm say mê học bộ môn cho

hs, mà còn chỉ rõ cho các em con đường dành lấy kiến thức, tạo đà cho quá trìnhnghiên cứu khoa học, hình thành phát triển có hiệu quả trong hoạt động nhận thức củahọc sinh

2.1 Tác dụng trí dục.

* Làm chính xác, cũng như hiểu sâu hơn các khái niệm và định luật đã học

* Giúp cho hs năng động sáng tạo trong học tập, phát huy năng lực nhậnthức và tư duy tăng trí thông minh của hs là phương tiện để hs tới đỉnh cao tri thức

* Là con đường nối liền giữa kiến thức thực tế và lý thuyết tạo ra một thểhoàn chỉnh và thống nhất biện chứng trong cả quá trình nghiên cứu

- Đào sâu, mở rộng sự hiểu biết một cách sinh động, phong phú không làmnặng nề khối lượng kiến thức của hs Chỉ có vận dụng kiến thức vào việc giải bàitập hs mới nắm kiến thức một cách sâu sắc

- Là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hóa, kiểm tra đánh giá việcnắm bắt kiến thức một cách tốt nhất (chủ động, sáng tạo), đặc biệt là bài tập vềchuyển hóa Đồng thời còn thúc đẩy thường xuyên sự rèn luyện các kỹ năng, kỹxảo cần thiết về hóa học cho hs như: đun nóng, nhận biết, hòa tan

- Tạo điều kiện phát triển tư duy hs: khi giải bài tập hs buộc phải suy lý, quynạp, diễn dịch loại suy, các thao tác tư duy đều được vận dụng.

Trong thực tế học tập có nhiều vấn đề hs phải đào sâu suy nghĩ mới hiểu đượctrọn vẹn Thông thường khi giải một bài toán nên yêu cầu hs giải bằng nhiều cách -

tìm ra cách giải ngắn nhất, hay nhất (rèn trí thông minh cho hs)

- Trên đây là một số tác dụng của bài tập hóa học, nhưng cần khẳng định

rằng: bản thân một bài tập hóa học chưa có tác dụng gì cả Một bài tập “hay” có tác dụng tích cực hay không phụ thuộc chủ yếu vào người sử dụng nó Làm thế nào

phải biết trao đúng đối tượng và phải biết cách khai thác triệt để mọi khía cạnh có thể có của bài toán, để hs tự tìm ra cách giải Lúc đó bài tập hóa học mới thực sự

có ý nghĩa và mới thực sự dạy học bằng giải bài tập hóa học.

Trong công cuộc đổi mới phương pháp giảng dạy hiện nay theo hướng dạy họctích cực (và hoạt động hóa người học) nhằm phát huy năng lực nhận thức và tư duy cho

hs Chúng tôi tiến hành nghiên cứu vận dụng cơ sở lý thuyết về nhận thức và tư duy cho

hs vào việc giảng dạy phần oxh - k ở trường trung học phổ thông Trên cơ sở đó, chúngtôi tiến hành nghiên cứu những nội dung kiến thức có thể và cần mở rộng cũng nhưphát triển giúp hs nắm vững kiến thức, vận dụng lý thuyết chủ đạo về lý thuyết pư nhất

là pư oxh - k để giải thích, làm rõ vấn đề liên quan để làm cơ sở cho sự phát triển tưduy, đồng thời xây dựng và lựa chọn một hệ thống câu hỏi lý thuyết và bài tập địnhtính, định lượng làm phương tiện cho sự phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho hs.Cùng với hệ thống bài tập đó chúng tôi đề xuất pp sử dụng bài tập hóa học làm phươngtiện rèn luyện, phát huy năng lực nhận thức và tư duy qua việc hướng dẫn giải một số

bài tập tiêu biểu và dùng bài tập lý thuyết để nêu vấn đề, điều khiển quá trình nhận thứcbuộc các em phải tham gia giải quyết vấn đề một cách tích cực để nắm vững kiến thứcđồng thời rèn luyên năng lực nhân thức và tư duy cho hs thông qua một số bài dạy theohướng đổi mới phương pháp dạy học

I Phân tích sự hình thành và phát triển khái niệm phản ứng oxi hóa- khử

trong chương trình hóa học phổ thông.

1 Vai trò, vị trí của phản ứng oxi hóa- khử trong chương trình hóa học phổ thông.

Trong các dạng pư hóa học cơ bản, pư oxh - k chiếm một vị trí quan trọng.Thực tế pư oxh - k là cơ sở để giải thích bản chất của phần lớn các hiện tượng hóahọc trong tự nhiên như sự cháy, sự phân hủy, sự ăn mòn, quá trình lên men, quá trìnhquang hợp Kiến thức về pư oxh - k thường xuyên được vận dụng để giải thích,cũng như minh họa hầu hết tính chất của các nguyên tố, các chất và hợp chất Đồngthời kiến thức về pư oxh - k không chỉ được áp dụng để giải thích bản chất của quátrình hóa học xảy ra trong dd, mà cả các quá trình hóa học xảy ra trong hệ gồm cácpha khác nhau như: pha rắn với pha lỏng, pha khí với pha rắn, pha rắn với pharắn…đây cũng chính là điểm khác so với dạng pư trao đổi ion.

Trong một số ngành công nghiệp, nhiều khâu trong dây chuyền công nghệ đềuđược xây dựng trên cơ sở pư oxh - k Bài quá trình sản xuất gang, thép, sản xuất axitsunfuric H2SO4 và axit nitric HNO3, quá trình sản xuất nước Javen, clorua vôi…

(Theo thống kê, trong số 2997 pư và ví dụ trong sách giáo khoa từ lớp 8 đến

lớp 12 mới, có tới 1793 pư oxh - k, trong đó 623 pư oxh - k hữu cơ Như vậy pư oxh

- k chiếm khoảng 59,8%, oxh - khử hữu cơ chiếm 34,7% tổng số pư oxh - k)

Qua thực tế giảng dạy chúng tôi nhận thấy kiến thức oxh - k được trình bàyxuyên suốt trong toàn bộ chương trình, được thể hiện dưới nhiều góc độ khác nhau

Do vậy muốn nắm vững chương trình hóa phổ thông, muốn truyền đạt kiến thứccho hs một cách chính xác khoa học và thực tiễn thì việc nâng cao kiến thức vềkiến thức oxh - k là điều rất cần thiết

2 Phân tích sự hình thành và phát triển khái niệm phản ứng oxi hóa- khử trong chương trình hóa học phổ thông.

Quá trình hình thành, hoàn thiện kiến thức về pư oxh - k cho hs được trải dài

5 năm, từ lớp 8 cho đến lớp 12 Cùng với thời gian, đối tượng tiếp thu kiến thức là

hs cũng thay đổi về khả năng nhận thức do vậy để kết quả giảng dạy có hiệu suất caođòi hỏi người thầy cần nắm vững bố cục của toàn bộ chương trình, để có thể giảngdạy đúng đối tượng, biết vận dụng linh hoạt kiến thức trong quá trình giảng dạy

2.1 Cấp THCS.

2.1.1 Chương trình hóa học lớp 8.

Ngay trong bài đầu tiên - Bài mở đầu [66 - tr 3] mặc dù hs chưa được học pư

hóa học, nhưng sách giáo khoa đã cho các em làm quen với kiến thức oxh - k thông quathí nghiệm ( Fe + HCl - chưa viết phương trình pư )

Tiếp theo các em được trang bị những kiến thức oxh - k ở mức sơ đẳng nhất,

với khái niệm đầu tiên: “sự oxi hóa” ( sự oxh là sự tác dụng của oxi với một chất Chất

ở đây có thể là đơn chất hay hợp chất, thậm chí còn được làm quen với hai từ “điện

phân”

Hs tiếp tục được làm quen kiến thức oxh - k thông qua khái niệm “tính khử”

(tính khử chứ không phải sự khử!) Tương tự khái niệm sự oxi hóa, khái niệm tínhkhử cũng chỉ dừng ở mức độ cụ thể, chưa tổng quát cho mọi trường hợp Cụ thểsách giáo khoa thông qua ví dụ:

H2 (k) + CuO (r)

0

t

  Cu (r) + H2O (h) (*)Qua pư (*) ta thấy khí hiđrô đã chiếm nguyên tố oxi trong hợp chất CuO: hiđrô

có tính khử (khử oxi) (khí hiđrô đã chiếm nguyên tố oxi trong CuO [66 tr 105]

Tiếp theo các em chính thức được trang bị những nét sơ lược nhất về pư oxh

-k (chưa tổng quát) [66 tr 110] Do là năm đầu tiên (lớp 8 THCS) hs tiếp cận và làmquen với bộ môn hóa học, nên cách trình bày về pư oxh - k cũng rất đơn giản và trựcquan thông qua một pư cụ thể đó là pư (*) Dựa vào pư này người ta đã chỉ ra:

Khí hiđrô đã chiếm nguyên tố oxi trong CuO, nên H 2 là chất khử.

CuO đã nhường oxi cho hiđrô, nên CuO là chất oxi hóa.

Trong pư (*) đã xảy ra quá trình tách oxi khỏi hợp chất CuO ta nói đã xảy ra

sự khử CuO tạo Cu và quá trình kết hợp của nguyên tử oxi trong CuO với H2 ta nói

đã xảy ra sự oxh H2 tạo thành H2O…

Từ đó đi đến định nghĩa:

* “Sự khử và sự oxh là hai quá trình tuy ngược nhau nhưng xảy ra đồng

thời trong một pư ”

Từ sự phân tích và nhận xét như trên, đã đưa ra định nghĩa về pư oxh - k nhưsau:

“Pư oxh - k : là pư hóa học trong đó xảy ra đồng thời sự oxh và sự khử ”(Trong

pư của oxi với các bon, bản thân oxi cũng là chất oxi hóa)

Nói tóm lại: ở chương trình lớp 8 các kiến thức về pư oxh - k, mới được

giới thiệu ở mức sơ khai nhất, một cách hình thức không chỉ rõ được bản chất của

pư (hs thừa nhận định nghĩa sự oxi hóa, sự khử, chất oxh, chất khử gắn liền với sự

nhường hoặc nhận oxi).

Lưu ý rằng với cách giới thiệu (như đã trình bày) mới chỉ giúp cho hs cókhái niệm ban đầu về một loại pư mới, giúp hs ghi nhớ khái niệm, chỉ dừng ởmức thông qua một Bài cụ thể

Đồng thời cũng phải nói thêm rằng với cách nêu vấn đề và dẫn dắt như trên, sẽkhiến cho hs dễ ngộ nhận rằng pư oxh - k luôn là pư có sự tách và hóa hợp của các nguyên

tố với nguyên tố oxi, hay pư oxh - k phải có sự tham gia của hợp chất có chứa oxi, nhưngtrong thực tế ta dễ nhận thấy rằng không hẳn như vậy, điều này không hoàn toàn đúng

Khác với cách trang bị kiến thức oxh - k trước đây (chưa thí điểm) hs

còn được mở rộng kiến thức về pư oxh - k có thể gắn với sự nhường nhận (H) thậm chí

cả sự chuyển dịch (e) (mức độ giới thiệu qua- 66 tr 112 ]

2.1.2 Chương trình hóa học lớp 9.

Chương trình đã cho hs ôn khá nhiều pư oxh - k, nhất là khi học về các chất

cụ thể (thậm chí cả điện phân hay tính tẩy màu của Clo ẩm là do tính oxh mạnh củaHClO, đề cập đến tính chất đặc trưng của chúng, thông qua các Bài cụ thể

Như vậy có thể nói rằng thông qua những Bài cụ thể chương trình hóa học lớp 9

đã phần nào củng cố cho hs những kiến thức ban đầu về pư oxh - k

Nhưng cũng phải nói thêm rằng với những kiến thức về pư oxh - k được trang bị

ở lớp 8 quá đơn giản, chưa có tính khái quát (định nghĩa sự oxi hóa, sự khử, chất oxh

cũng như chất khử gắn liền với sự nhường hoặc nhận oxi hay một chất cụ thể…) Do

vậy lên lớp 9 chương trình (sách giáo khoa) tiếp tục có đề cập khá nhiều pư oxh - k cụthể nhưng giáo viên lại chưa có cơ sở để căn cứ vào đó, củng cố các kiến thức Mặtkhác kiến thức về pư oxh - k chưa giúp cho hs ghi nhớ các tính chất một cách kháiquát

Qua sự phân tích cho thấy, trong chương trình hóa học lớp 9, hs đã được hiểu biết thêm về pư oxh - k qua các Bài cụ thể chưa khái quát, bởi vậy việc củng cố kiến thức về pư oxh - k còn rất nhiều hạn chế.

2.2 Cấp THPT (ban KHTN).

Ở bậc trung học phổ thông, kiến thức về pư oxh - k được trang bị liên tục, hoàn thiện một cách khá đầy đủ, đúng bản chất và trình bày ở nội dung chương trình cả ba lớp 10, 11, 12 của bậc học này.

2.2.1 Chương trình hóa học lớp 10.

Hs được trang bị khái niệm soh [60 tr 89], khái niệm mở đầu bổ trợ, khôngthể thiếu cho pư oxh - k đã được chính thức nghiên cứu một cách hoàn chỉnh và

tương đối đầy đủ

Soh của một nguyên tố trong hợp chất là điện tích của nguyên tử nguyên tố đótrong phân tử nếu giả định liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là liên kết ion Vớicác khái niệm trong sách giáo khoa hs chỉ xác định được chất oxi hóa, chất khử ở một

số pư thấy rõ sự nhường (e) như kim loại với ion kim loại, kim loại với phi kim, kimloại với axit Sau khi nắm vững khái niệm soh thì hs hiểu và xác định chất oxi hóa, chấtkhử, quá trình oxi hóa, quá trình khử và pư oxh - k dễ dàng hơn, đúng bản chất hơn

* Làm cho các em bước đầu hiểu cụ thể hơn các kiến thức oxh - khử như:chất khử, chất oxh , sự khử, sự oxh và pư oxh - k

* Dựa vào sự thay đổi soh hs phân biệt được pư oxh - k với các pư khác

* Giúp cho việc xác định khả năng oxi hóa, khả năng khử của một chất, mộtnguyên tố nhờ việc xác định soh của nguyên tố đó là cao nhất, thấp nhất, hay ở

mức trung gian.

Trên cơ sở trang bị cho hs khái niệm soh, quy tắc tính soh[60 tr 90], chính làphương tiện giúp các em phát hiện ra pư oxh - k, phân biệt pư oxh - k với pư hóahọc khác căn cứ có sự thay đổi soh của các nguyên tử nguyên tố trong pư hóa học(trước và sau pư ) ngoài ra nó còn được áp dụng để xây dựng pp cân bằng pư oxh - k

“pp thăng bằng (e)”: một pp cân bằng dùng riêng cho dạng pư oxh - k) Sau khi các

em đã được trang bị những kiến thức nhất định về cấu tạo nguyên tử về liên kết hóahọc Trên cơ sở lý thuyết chủ đạo về cấu tạo chất, các kiến thức về pư oxh - k được

trình bày một cách cơ bản, hiện đại, khái quát [60 tr 4→ 101]: ở đây các các kháiniệm, định nghĩa được đưa ra một cách (tương đối) ngắn gọn và chính xác mà lạitổng quát (khác với lớp 8: gắn với sự nhường, nhận oxi) đã nêu bật đựơc bản chấtcủa một quá trình hóa học từ đó làm cho hs dễ hình dung, dễ nhớ và quan trọng làdạy cho các em biết cách tư duy khoa học khi xem xét nghiên cứu một vấn đề khoahọc (nói chung) một pư hóa học (nói riêng) thì cần phải chỉ ra được đặc điểm riêng,dấu hiệu bản chất của vấn đề khoa học, pư hóa học đang nghiên cứu chứ không chỉ

dừng lại ở những dấu hiệu hình thức (bên ngoài) của chúng.

* Chất khử (chất bị oxi hóa): Là chất nhường (e) hay là chất có soh tăng sau

pư

* Chất oxh (chất bị khử): Là chất nhận (e), hay là chất có soh giảm sau pư

* Sự khử một chất là làm cho chất đó nhận (e) hay làm giảm soh của chất đó.

* Sự oxh một chất là làm cho chất đó nhường (e) hay làm tăng soh của chất đó

Và ở đây khái niệm pư oxh - k được đưa ra dưới dạng tổng quát nhất, cụ thể: “pư

oxh - k là pư trong đó có sự chuyển (e) giữa các chất pư ” (Hay là pư hóa học trong đó

có sự thay đổi soh của một số nguyên tố)

hs nhớ lại pư oxh - k gắn với kiến thức cũ (gắn với sự nhường nhận oxi ở lớp 8).Tiếp đó xảy ra đồng thời sự oxh và sự khử trong một pư, rồi đi đến bản chất là sựchuyển (e), sự thay đổi soh của các nguyên tố

Có chăng sách giáo khoa nên đưa thêm ví dụ (4) gắn với sự chuyển (e) từion sang nguyên tử

SGK cũng đưa ra trình tự rất cụ thể (nguyên tắc chung nhất) để lập pư oxh

-k thứ tự 4 bước cân bằng: pp thăng bằng (e) (tổng số (e) do chất -khử nhường phải

đúng bằng tổng số (e) mà chất oxh nhận) [60 tr 104] Ngoài ra còn giới thiệu thêm

cho các em lập phương trình pư oxh- k theo pp soh [60 tr107]

Ngay sau khi đã trang bị cho hs kiến thức về pư oxh - k, sgk đã cho hs nghiêncứu đại diện hai nhóm nguyên tố [60 tr 113 →182] Với tính chất của của các đơn chấtnhư: Cl2, O2 , S…(các phi kim điển hình), cũng như các hợp chất của chúng đều chứa

đựng bản chất oxh - k) đặc biệt là H2SO4 (nhất là axit đặc) do vậy hầu hết các pư hóahọc được đưa ra trong hai chương này chủ yếu là pư oxh - k (chủ yếu là vô cơ), cónhiều dạng khó và nêu một số dạng của pư oxh - k (như khái niệm pư tự oxi hoá - tựkhử đồng thời có giải thích tính tẩy màu của Clo ẩm, tính oxh mạnh của các hợp chấtchứa oxi của Clo, bên cạnh đó còn đề cập cả đến pư điện phân [60 tr 120,129,136] Thông qua việc nghiên cứu tính chất của các nguyên tố, các hợp chất của chúng,kiến thức về pư thường xuyên được củng cố, mở rộng, nâng cao hơn khi tiếp cận vớinhững đối tượng cụ thể, ngược lại nhờ kiến thức về pư oxh - k, nên hs sẽ hết sức thuậnlợi khi tiếp thu kiến thức mới Qua các Bài được xét trong chương trình hs sẽ được

mở rộng thêm về các dạng pư oxh - k, không chỉ dừng lại ở pư oxh - k đơn giản(một chất khử và một chất oxi hóa)

Tuy chương trình không đề cập đến khái niệm cặp oxh - k nhưng cũng tạo tiền

đề bước đầu cho việc hình thành khái niệm này (Trong các ví dụ những kim loại yếu,đứng sau (H) tác dụng H2SO4 đặc thu được SO2, còn những kim loại trung bình, mạnh,đứng trước (H)trong dãy thế điện cực ngoài thu được SO2, còn có thể S, H2S

Qua phân tích nghiên cứu chương trình sgk hóa học lớp 10 ban khoa học tựnhiên chúng tôi nhận thấy:

* Các kiến thức cơ bản về pư oxh - k đã được trang bị các kiến thức này đã

nêu rõ bản chất của sự oxh - k.

* Đã trang bị cho hs kiến thức, về lập phương trình pư oxh - k theo pp thăng bằng (e) để hs tự nhận biết được pư oxh - k, cách cân bằng “pư oxh - k ”.

từng nấc, mức độ khả năng pư oxh - k tạo tiền đề cho các em có cơ sở nghiên cứu các phần tiếp theo được tốt hơn”.

2.2.2 Chương trình hóa học lớp 11.

Trong chương trình hóa học lớp 11 ban KHTN việc trang bị và nâng cao, phát triển kiến thức oxh - k được thực hiện thông qua con đường gián tiếp, cụ thể qua phần tính chất nhóm Nitơ, nhóm Cacbon, tính chất của các hợp chất hữu cơ.

Chương trình hóa học lớp 10 các em mới chỉ dừng ở mức biết viết phươngtrình pư oxh - k dưới dạng phân tử, bước đầu nhận xét về vai trò của các chất thamgia pư oxh - k để từ đó phát hiện ra chất khử, chất oxh và mở rộng hơn là chấtđóng vai trò môi trường (có soh không thay đổi trong pư) Sang đến lớp 11 các em

đã biết cách viết phương trình ion (đầy đủ), ion rút gọn sau khi các em đã được

trang bị kiến thức về điện ly [58 tr 24], đồng thời cũng mở ra yêu cầu mới về việc

hình thành khái niệm pư oxh - k dưới dạng ion rút gọn

Khác với phương trình pư oxh - k dạng phân tử, dạng ion rút gọn phản ánhđúng trạng thái tồn tại thực của các chất khử, chất oxh trong dd, mặt khác nó cũng

chỉ rõ vai trò của từng “cấu tử” trong pư oxh - k

Ví dụ [58 tr 70] (Phương trình pư dạng phân tử)

3 Cu + 8 NaNO3+ 4 H2SO4  3Cu(NO3)2 +2NO+ 4 Na2SO4 + 4 H2O Phương trình ion rút gọn :

3 Cu + 8 H+ + 2 NO—

3  3 Cu2+ + 2 NO  + 4 H2O (1) (xanh) (không màu)

Qua phương trình (1) các em dễ nhận thấy Cu chất khử, NO—

3 chất oxh và

H+: đóng vai trò môi trường

Với cách biểu diễn phương trình pư oxh - k dưới dạng phương trình ion đãđưa ra khái niêm pư ion - (e), đó cũng là cơ sở để ta có thể cung cấp một pp cânbằng phương trình pư oxh - k mới đó là pp ion - (e) (bên cạnh pp thăng bằng (e),

pp soh mà ở lớp 10 sgk đã giới thiệu)

Tương tự như S , Cl2, thì Nitơ cũng là một nguyên tố (phi kim điển hình cónhiều ứng dụng) có nhiều trạng thái (mức) oxi hóa

-3 0 +1 +2 +3 +4 +5

NH3 N2 N2O NO HNO2 NO2 HNO3

Qua phần tính chất hóa học của axit HNO3 (hợp chất của nitơ nói chung), rấtnhiều kiến thức về pư oxh - k (pư theo từng nấc, oxh - k nội phân tử, mức độ mạnhyếu của pư oxh - k phụ thuộc các điều kiện tiến hành pư như nồng độ, nhiệt độ,

chất xúc tác) được củng cố, nâng cao thông qua các hàng loạt các Bài cụ thể (xinxem thêm chương hai của luận văn).

Sau khi học chương 4, 5 chương trình hóa lớp 9 THCS, đến đây [58 tr 117] hslại bắt đầu nghiên cứu về hợp chất hữu cơ (mức độ cao hơn) tất nhiên không được họcxác định soh các hợp chất hữu cơ và cách cân bằng phương trình pư oxh - k hữu cơnhưng rất nhiều pư oxh - k hữu cơ được nghiên cứu Do vậy việc áp dụng pp thăngbằng (e) (và cả pp ion - (e)) để cân bằng pư oxh - k chưa trở thành yêu cầu củachương trình Thiết nghĩ đây cũng là điểm cần bổ sung, để việc hình thành, nângcao kiến thức về pư oxh - k hài hòa giữa vô cơ và hữu cơ, cũng như kiến thức về

pư oxh - k của các em đầy đủ, hoàn thiện ngang tầm trong khu vực đồng thời đápứng yêu cầu thi vào ĐH, CĐ và các trường chuyên nghiệp

Trên cơ sở nền tảng kiến thức đã được trang bị một cách có hệ thống ở lớp 10, đến lớp 11 kiến thức về pư oxh - k được hoàn thiện không những thế còn được mở rộng và nâng cao (phân loại, pp cân bằng cũng như điều kiện ảnh hưởng tới pư oxh - k).

2.2.3 Chương trình hóa học lớp 12.

Trọng tâm giải quyết chương trình lớp 12 là cung cấp cho hs khả năng dựđoán chiều pư oxh - k Điều này được bắt đầu bằng việc hình thành, hoàn thiện cho

hs kiến thức cặp oxh - k là một kiến thức rất quan trọng để suy đoán chiều hướng pư

Dãy điện hóa dựa trên sự sắp xếp khả năng pư oxh - k của các cặp thực chất là

sự sắp xếp theo thứ tự tăng dần của thế điện cực tiêu chuẩn (E0v) Dựa vào dãy điệnhóa mà hs đã có thể suy đoán khả năng pư giữa các kim loại với axit (ion H+), kim loạivới các dd chứa các ion kim loại khác

Dựa trên khái niệm này đã hình thành cho hs khả năng dự đoán pư oxh - ktrong bình điện phân và trong pin điện, để từ đó giải thích chặt chẽ bản chất pưxảy ra trong quá trình điện phân để điều chế kim loại và trong sự ăn mòn kimloại

Tuy vậy, đáng tiếc trong chương trình và sách giáo khoa lại chưa mạnh dạnkhai thác tính chất thuận nghịch của các quá trình oxh - k (Ox + ne  khử) (Bài

Fe+3 + e  Fe+2 ) đã đề cập đến Điều này rất quan trọng để hiểu được sự tương tác

của các cặp oxh - k: dạng oxh thu (e) của chất khử mạnh, dạng khử nhường (e)cho chất oxi hóa mạnh hơn.

Bên cạnh đó sách giáo khoa cũng chưa đề cặp đến các cặp oxh - k khác ngoàicác

cặp ion kim loại/kim loại (Mn+/M) mà trong thực tế các pư oxh - k khác (ngoài pư

liên quan đến cặp Mn+/M) lại khá phổ biến và quan trọng

*- Khái niệm về cặp oxi hóa- khử và chiều phản ứng oxi hóa- khử

Trong chương trình phổ thông, khái niệm về cặp oxh - k và chiều pư oxh - k chỉđược đưa vào ở chương trình lớp 12 sau khi học dãy điện hóa Nhằm giúp cho hs vậndụng để nghiên cứu tính chất của kim loại và hợp chất kim loại

Cặp oxh - k liên hợp Ox1 /Kh1 có quan hệ chất oxh bị khử thành dạng khử liên hợp:

Quy ước: Viết dạng oxh trên dạng khử

Trong một pư có hai cặp oxh - k liên hợp Ox1/Kh1; Ox2 /Kh2

Từ đó có khả năng suy đoán chiều pư oxh - k: chất khử mạnh pư với chất oxh mạnh

để tạo chất oxh yếu hơn và chất khử yếu hơn

Tóm lại đồng thời với khái niệm chất oxi hóa, chất khử, khái niệm cặp oxh

-k liên hợp cũng có thể được trang bị, hoàn thiện trong chương trình hóa học phổthông Nhằm giúp cho hs có cơ sở lý luận để giải quyết các tình huống hóa học màkhông nhớ máy móc hay đoán mò

Đến lớp 12 kiến thức về pư oxh - k của hs tiếp tục được củng cố, hoàn thiện và pháttriển mặt khác làm cơ sở để hiểu rõ hơn những điều đã học, tiếp thu kiến thức mới tốt hơn

3 Cơ sở lý thết cơ bản về phản ứng oxi hóa- khử.

3.1.Khái niệm.

Pư oxh - k là pư xảy ra có kèm theo sự trao đổi (e) giữa các chất pư (pư kèm theo

sự thay đổi soh của các nguyên tố) Mỗi pư oxh - k gồm hai quá trình cho và nhận (e)

Ta có thể biểu diễn một pư oxh - k bằng sơ đồ dơn giản như sau:

OX1 + Kh2  Kh1 +OX2(Ở đây ta giả sử cả chất oxh và chất khử đều nhận và nhường n (e) cho thuận tiện).Theo sơ đồ trên:

+ Chất oxh là chất nhận (e) (có soh giảm) và chuyển thành dạng khử liên hợp + Chất khử là chất cho (e) (có soh tăng) và chuyển thành dạng oxh liên hợp.

Để đánh giá một cách đầy đủ và tương đối chính xác khả năng xảy ra phản ứng oxh - k thì ta cần nắm vững được những luận điểm cơ bản về dạng pư nàythông qua các đại lượng đặc trưng như khái niệm về thế điện cực, hằng số cân bằngcũng như các yếu tố ảnh hưởng tới chiều hướng của pư oxh - k

Khi a oxh - k = 1 thì thế xác định là thế tiêu chuẩn E…

Theo quy ước:

Em = Eph - Etr Với Em: sức điện động của pin

Eph: thế của điện cực phải Etr : thế của điện cực trái

Theo sơ đồ trên ta có:

E0

m = EM n M

0 /

 - E H H

0 /

2  2 Khi chấp nhận: E H H

0 /

2  2 = 0Thì E0

m = EM n M

0 /



Có nghĩa: thế tiêu chuẩn của điện cực cần xác định chính là sức điện động của pin

Theo quy ước:

* Ở điện cực trái xảy ra quá trình oxh (1) và ở điện cực phải xảy ra quá trìnhkhử (2): H2  2H+ + 2e (1)

Mn+ + ne  M (2)

Như vậy: giá trị thế điện cực đo được đặc trưng cho khả năng thu (e) của dạng Mn+

* Dấu của sức điện động chính là dấu của điện cực:

- Nếu Eph > Etr hay EM n M

0 /

 > 0 thì Em > 0: có dấu dương

- Nếu Eph < Etr hay EM n M

0 /

 < 0 thì Em < 0: có dấu âm

Nói tóm lại:

* Nếu EM n M

0 /

 càng dương thì tính oxh của Mn+ càng mạnh hơn tính oxh của

H+ và tính khử của M càng yếu hơn tính khử của H2

* Nếu EM n M

0 /

 càng âm thì tính oxh của Mn+ càng yếu hơn tính oxh của H+ vàtính khử của M càng mạnh hơn tính khử của H2

* Pư oxh - k xảy ra thuận lợi giữa dạng oxh mạnh và dạng khử mạnh do vậydựa vào giá trị của EM n M

0 /

 ta có thể dự đoán chiều hướng pư oxh - k

* Khi hoạt độ của dạng oxh (OX) và hoạt độ của dạng khử (Kh) khác 1(một) thì EM n /M≠EM n M

0 /

 hay thế điện cực của các cặp phụ thuộc vào (OX) và(Kh), sự phụ thuộc này được biểu hiện qua phương trình Nernst:

E = EOX Kh

0 / + 0,059ln(( ))

Kh

OX n

đối với hệ: OX + ne  Kh thay các giá trị của R, T, F vàđổi ln → lg thì ở nhiệt độ bằng 250C

EOX/Kh= 0 / 0,059lg(( ))

Kh

OX n

EOX/Kh= EOX Kh

0 / + 0,06lg(( ))

Kh

OX n

Thì ở nhiệt độ bằng 300C, ta biết(i) = [i]fi Nên phương trình Nernst có dạng:

EOX/Kh=EOX Kh

0

) (

) ( ln

Kh

OX

f

f nF

RT Kh

OX nF

RT



Vậy thế điện cực không chỉ phụ thuộc vào nồng độ của các dạng oxh và khử,

mà còn phụ thuộc vào lực ion của dd

Nếu chấp nhận f(OX)/f(Kh) = 1 thì

EOX/Kh=EOX Kh

0 / + ln(( ))

Kh

OX nF

Thay các giá trị cụ thể của: F, R, T với t0 = 250C, đổi ln → lg

Ta có: lgK = 0,059n ∆E0 với ∆E0 = E0

+ Căn cứ vào giá trị của hằng số K ta có thể dự đoán được chiều hướng củamột pư oxh - k :

* Nếu K có giá trị càng lớn pư xảy ra càng mạnh theo chiều thuận

* Nếu K có giá trị càng nhỏ mức độ thuận nghịch của pư càng tăng

+ Dựa vào giá trị của K ta có thể tính thế tiêu chuẩn của một trong hai nửa

pư

3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chiều hướng của pư oxh - k.

Ta đã biết: thế oxh - k được xác định bằng phương trình Nernst, chịu ảnhhưởng của yếu tố môi trường như: Sự thay đổi của pH, sự hình thành hợp chất tạophức, sự hình thành hợp chất ít tan…

Khi thế điện cực thay đổi thì hằng số cân bằng cũng thay đổi Do vậy cácyếu tố trên đã ảnh hưởng trực tiếp tới chiều hướng của pư oxh - k

lg 3

059 ,

3 /NO tăng chứng tỏ tính oxh của NO

-3 tăng trong môi trường axit.Đối với pư không có sự tham gia của ion H+ hoặc OH- nhưng thế điện cựcvẫn có thể thay đổi theo pH do các pư phụ: Quá trình tạo phức hiđrôxô, pư protonhóa của các bazơ yếu dẫn đến xuất hiện một hệ oxh - khử mới

Ví dụ: Xét bán pư (ở 250C)

ở pH < 1,5 thì E =

) (

) ( lg 059 ,

3 0

) (

) ( lg 059 ,

0 / 2

Nên: E= 0 ( ) / ( ) 0 , 059 lg( )

2 3



3.4.2 ảnh hưởng của sự tạo phức.

Khi trong hệ có chứa chất tạo phức với dạng oxh hoặc khử thì nồng độ cânbằng của các dạng đó sẽ bị giảm, do vậy thế điện cực của các bán pư tương ứng sẽ

bị thay đổi sẽ dẫn tới hằng số cân bằng thay đổi, do đó sẽ ảnh hưởng đáng kể tớichiều hướng của pư oxh - k

Trong thực tế dạng oxh có khả năng tạo phức mạnh hơn dạng khử, do đó thếđiện cực của hệ oxh - k thường giảm

Bài: Xét khả năng oxh của ion Fe3+ khi có mặt ion F- dư

Trong hệ có mặt F- thì Fe3+ tồn tại chủ yếu ở dạng FeF3 Khi đó trong dd có cânbằng: FeF3  Fe3+ +F- õ-1 = 10-12,06

 Tính oxh của ion Fe3+ giảm nhiều khi có mặt F

-3.4.3 ảnh hưởng của sự tạo hợp chất ít tan.

Cũng như trong trường hợp có hiện tượng tạo phức khi hệ chứa cấu tử cókhả năng tạo hợp chất ít tan với dạng oxh hoặc dạng khử thì kết quả cũng là giảmnồng độ của các dạng đó, do vậy cũng làm thay đổi thế điện cực

Bài Xét bán pư : Ag+ +1e  Ag (1) E0Ag/Ag 0 , 799V

Khi thêm ion Cl- vào hệ thi:



Vậy khi có hiện tượng tạo hợp chất ít tan, tính oxh của ion Ag+ giảm mạnh,tính khử của Ag tăng, thế điện cực của bán pư thay đổi.

II Hệ thống câu hỏi và bài tập về phản ứng oxi hóa- khử nhằm phát huy năng lực

nhận thức và tư duy cho học sinh.

1 Cơ sở phân loại.

Như trên đã phân tích, việc giải bài tập hóa học ở trường phổ thông được coi

là pp dạy học có tầm quan trọng đặc biết để nâng cao chất lượng giảng dạy và họctập của bộ môn Đối với hs đây là pp học tập tích cực, hiệu quả và không có gì thaythế được để giúp hs nắm vững kiến thức hóa học, phát huy năng lực nhận thức và

tư duy, hình thành kĩ năng, kĩ xảo, ứng dụng hóa học vào trong thực tiễn Từ đólàm giảm nhẹ sự nặng nề căng thẳng của khối lượng kiến thức và gây hứng thú, say

mê cho hs trong học tập

Tuy nhiên, hiệu quả của việc giải bài tập hóa học còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố

như : tính tự giác, tính vừa sức và hứng thú học tập của hs ….Cũng như vấn đề học tập,

bài tập dễ quá hoặc quá khó đều không có sức lôi cuốn hs Vì vậy, trong giảng dạy ở

tất cả các khâu, các kiểu bài lên lớp khác nhau, người giáo viên cần phải biết sử dụngcác câu hỏi và bài tập hóa học có sự phân hóa phù hợp với từng đối tượng tức là gópphần rèn luyện và phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho hs

Tùy theo mục đích dạy học, tính phức tạp và từng quy mô của từng loại bàitập hóa học mà giáo viên có thể sử dụng hệ thống câu hỏi và bài tập theo bốn bậccủa quá trình nhận thức và có thể sử dụng các hình thức hướng dẫn khác nhau

Để làm tốt công việc này, chúng ta có thể sử dụng các câu hỏi và bài tập phân hóa theo các bậc của quá trình nhận thức

** Theo cố GS Nguyễn Ngọc Quang [37,38] việc phân loại sắp xếp các bàitập hóa học theo 4 bậc cơ bản của quá trình lĩnh hội kiến thức, kỹ năng, kỹxảo,chúng ta hấy có thể sắp xếp thành 4 dạng cơ bản sau bao gồm một số tiêu chí cụ thể:

chước theo mẫu

về kiến thức, kĩnăng, kĩ xảo đãhọc

định nghĩa,hãy mô tả,hãy nêu, hãyphát biểu,hãy cho biết,viết biểuthức…

(suy luận,phân tích,

so sánh,nhận xét)

Phát huy sáng kiến

(Hoànthành kĩnăng theochỉ dẫnkhông còn

là bắtchướcmáy móc)

-Kiểm tra cách hsliên hệ, kết nối cáckiến thức

-Kiểm tra khảnăng nêu ra đượccác yếu tố cơ bản,

so sánh các yếu tố

cơ bản trong bàihọc

Hãy phân tích,hãy so sánh,tại sao?

Vì sao? Hãy giảithích…

so sánh,khái quáthóa)

Đổi mới.

(Lặp lại kĩnăng nào

đó 1 cáchchính xác,nhịpnhàng,độc lập,không cầnhướngdẫn)

-Kiểm tra khảnăng áp dụng cáckiến thức, các kĩnăng, kĩ xảo vàohoàn cảnh, điềukiện quen thuộchay tương tự

Hoàn thành

sơ đồ biếnhóa, hoànthành cácptpư, làmthế nào?Hãy giảithích, hãytính?

4 Bậc 4: Vận

dụng, sáng

tạo.

Tư duy trừu tượng.

Sáng tạo.

(Hoànthành kĩ

-Kiểm tra khảnăng đưa ra đượcnhững dự đoán,

Hoàn thành

sơ đồ biếnhóa, làm thế

năng mộtcách dễdàng, cósáng tạo,đạt tớitrình độ kĩxảo).

giải quyết một vấn

đề, đưa ra câu trảlời hoặc đề xuất cótính sáng tạo

nào hãy giảithích, hãytính, hãy đềxuất, hãytrình bày,hãy phântích…

Như trên đã phân tích, chúng tôi tiến hành lực chọn, xây dựng hệ thống câuhỏi lý thuyết và bài tập về phản ứng oxi hóa- khử theo 4 bậc của quá trình nhậnthức theo các dạng sau:

Dạng 1: BÀI TẬP THEO TRÌNH ĐỘ NHẬN BIẾT

* Câu hỏi và bài tập dạng này thực tế nhằm làm cho hs nhận biết nhớ lại cáckiến thức đã tiếp thu Ở đây hs không cần sử dụng các thao tác tư duy nhiều, thuần

túy chỉ cần “học thuộc - nhớ lại”, mức độ tư duy ở trình độ thấp.

Dạng 2: BÀI TẬP THEO TRÌNH ĐỘ HIỂU

Sau khi nhận biết, nhớ lại kiến thức nó giúp các em hiểu kiến thức đó như thếnào? Mặc dù vẫn ở mức độ tư duy còn thấp nhưng phần nào đã hơn so với dạng một

Dạng 3: CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP THEO TRÌNH ĐỘ VẬN DỤNG

Hệ thống câu hỏi và bài tập dạng này đòi hỏi hs vận dụng các kiến thức đã học

để giải quyết vấn đề đang vướng mắc Như vậy, hs phải sử dụng các thao tác tư duy:phán đoán, so sánh, phân tích, tổng hợp và các pp tư duy: suy diễn, loại suy, suy luận.Dạng bài này không những đòi hỏi hs phải tái hiện lại kiến thức cũ mà còn đòi hỏi hsphải biết vận dụng kết hợp tư duy cụ thể với khả năng tư duy lôgic Mức độ tư duy bắtđầu nâng lên so với ở dạng một và hai Tính phức tạp của bài toán đã tăng lên

Vậy giải bài tập hóa học ở dạng này đã rèn luyện cho hs các thao tác và pp

tư duy cơ bản - đó là các thao tác hành động trí tuệ cơ bản góp phần phát huy nănglực nhận thức và tư duy cho hs

Dạng 4: CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP THEO TRÌNH ĐỘ VẬN DỤNG SÁNG TẠO.

Hệ thống câu hỏi và bài tập dạng này dành cho hs khá, giỏi có sự tư duynhanh nhạy Ở đây đòi hỏi hs phải có sự kết hợp nhiều thao tác tư duy như: phântích, tổng hợp, khái quát hóa và pp tư duy như: suy luận, phán đoán Hs nhất thiết

phải tự mình tái hiện kiến thức cũ, tìm ra mối tương quan giữa các kiến thức vớinhau đồng thời vận dụng chúng vào những tình huống mới, chưa quen biết Bêncạnh đó để giải quyết bài toán dạng này, hs phải biết tự sáng tạo thêm kiến thứcliên quan từ đó suy nghĩ lên mức phát triển cao hơn Như vậy mức độ tư duy đãnâng cao hơn so với dạng ba Về năng lực tư duy ở đây cũng đòi hỏi tư duy lôgic,

tư duy hệ thống và tư duy trừu tượng

Vì vậy muốn giải được dạng bài tập này, hs cũng cần thực hiện các thao tác tưduy như ở dạng 3 nhưng ở mức độ cao hơn Sau khi lập được tiến trình giải cần phải

biết so sánh với các bài toàn khác Khi giải bài toán phải luôn đặt ra các câu hỏi “tại

sao”, không hài lòng với cách giải đã có (tìm nhiều cách giải, cách giải hay, ngắn nhất).

Từ đó phát sinh ra các tình huống có vấn đề và hs phải tích cực suy nghĩ, tìm tòi để giải

quyết các thắc mắc của mình Và đối với mỗi bài toán, cố gắng tìm tính chất đặc biệtcủa nó để tìm ra cách giải độc đáo, tối ưu nhất có thể được Nếu cố gắng được như vậythì khả năng tự học và trình độ lao động trí óc, tư duy của hs sẽ được nâng lên rõ rệt

Tóm lại bài tập dạng này đã giúp hs :

- Rèn năng lực nắm vững kiến thức cơ bản một cách chính xác, tự giác và

có hệ thống, hiểu rõ bản chất của từng khái niệm

- Vận dụng chính xác kiến thức, trình bày lập luận một cách lôgic chinh xác

- Rèn luyên các thao tác tư duy và năng lực suy luận lôgic, hệ thống và trừu tượng

2 HỆ THỐNG CÂU HỎI LÍ THUYẾT

2 1 Hình thành các khái niệm.

2 1 1 Khái niệm số oxi hóa.

Bài 1: [61 tr 22]: Soh là gì? cho ví dụ? Hãy phân biệt khái niệm soh và hóa trị

của nguyên tố trong hợp chất hóa học

Bài tập này yêu cầu hs chỉ cần nhận biết nêu lên được nội dung của khái

niệm, đồng thời cho ví dụ đúng Qua ví dụ đó yêu cầu hs nắm vững “hóa trị là gì”,

“soh” là gì? cũng như phân biệt hai khái niệm này, nhất là thông qua những Bài cụ

thể Đối với soh là khái niệm có tính quy ước rất dễ nhầm lẫn với khái niệm hóa trị

vì vậy nên cần có một số bài tập củng cố, phân biệt hai khái niệm này

Bài 2: Xác định soh và hóa trị của N, P, Cl, Na, Ba trong hợp chất tương ứng:

NH3, PH3, HCl Na2O, BaCl2

* Trong quá trình dạy học giáo viên chú ý nhấn mạnh những sai lầm mà hs

hay mắc phải như:

+ Hóa trị chính là soh

+ Chỉ số của nguyên tố này chính là SOH của nguyên tố kia trong hợp chất nhị tố.+ Khi viết SOH lại viết như của điện tích (ví dụ Fe2+O: sai) phải viết dấu trước.+ Khi tính toán quên dấu, không nhân với chỉ số của nguyên tố

Xác đinh soh của các nguyên tố: Mn, Cr và Fe trong các chất sau:

MnO, MnO2, KMnO4, Mn(OH)2, K2MnO4

Cr2O3, CrO, Na2CrO4, Cr2(SO4)3, K2Cr2O7FeO, Fe2O3,Fe3O4, FeS, FeCl3, FeSO4, Fe(NO3)3

Mục đích của bài tập này nhằm vận dụng quy tắc xác định SOH của một nguyên tố

trong hợp chất Để trả lời bài tập này người học cần nắm vững quy tắc đã được đưa ra

Bài 5: Xác định soh của các nguyên tố trong hợp chất tương ứng

a) oxi trong Na2O2, F2O b) H trong CaH2, NaH

c) Fe trong (Fe3O4) Pb trong (Pb3O4) d) Của các nguyên tố trong: FeS2,CuFeS2

e) Xác định soh của Nitơ trong NH4NO3, NH4NO2