Phát triển năng lực tư duy của học sinh bằng phương pháp giải bài tập hóa học theo hướng sáng tạo

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÓM TẮT ĐỀ TÀI 3 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU 5 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8 3.1. KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU. 8 3.2. THIẾT KẾ. 8 3.3. QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU: 9 3.3.1. Chuẩn bị của giáo viên: 9 3.3.2. Tiến hành dạy thực nghiệm 10 3.4. ĐO LƯỜNG 10 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH VÀ BÀN LUẬN 11 4.1. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 11 4.2. BÀN LUẬN 12 4.3. HẠN CHẾ 13 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 14 5.1. KẾT LUẬN 14 5.2. KHUYẾN NGHỊ 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO 15 PHỤ LỤC 16 1.1. PHỤ LỤC 1: KẾ HOẠCH BÀI HỌC 16 1.1.1. Hướng dẫn học sinh giải dạng bài tập tính % thể tích các chất khí có trong hỗn hợp. 16 1.1.2. Dạng bài tập tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng khi cho hỗn hợp kim loại hoặc hỗn hợp muối tác dụng với axit. 20 1.1.3. Dạng bài tập lập công thức hóa học hợp chất vô cơ. 22 PHỤ LỤC 2: ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN KIỂM TRA SAU TÁC ĐỘNG 28 PHỤ LỤC 3: BẢNG KẾT QUẢ ĐIỂM KIỂM TRA TRƯỚC VÀ SAU KHI TÁC ĐỘNG 31

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TÓM TẮT ĐỀ TÀI 3

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU 5

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8

3.1 KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU 8

3.2 THIẾT KẾ 8

3.3 QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU: 9

3.3.1 Chuẩn bị của giáo viên: 9

3.3.2 Tiến hành dạy thực nghiệm 10

3.4 ĐO LƯỜNG 10

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH VÀ BÀN LUẬN 11

4.1 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 11

4.2 BÀN LUẬN 12

4.3 HẠN CHẾ 13

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 14

5.1 KẾT LUẬN 14

5.2 KHUYẾN NGHỊ 14

TÀI LIỆU THAM KHẢO 15

PHỤ LỤC 16

1.1 PHỤ LỤC 1: KẾ HOẠCH BÀI HỌC 16

1.1.1 Hướng dẫn học sinh giải dạng bài tập tính % thể tích các chất khí có trong hỗn hợp 16

1.1.2 Dạng bài tập tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng khi cho hỗn hợp kim loại hoặc hỗn hợp muối tác dụng với axit 20

1.1.3 Dạng bài tập lập công thức hóa học hợp chất vô cơ 22

PHỤ LỤC 2: ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN KIỂM TRA SAU TÁC ĐỘNG 28 PHỤ LỤC 3: BẢNG KẾT QUẢ ĐIỂM KIỂM TRA TRƯỚC VÀ SAU KHI TÁC ĐỘNG 31

CHƯƠNG 1:

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Trong dạy học hóa học, có thể nâng cao chất lượng dạy học và pháttriển năng lực nhận thức của học sinh bằng nhiều biện pháp và phương phápkhác nhau Trong đó, giải bài tập hóa học với tư cách là một phương pháp dạyhọc, có tác dụng rất tích cực đến việc giáo dục, rèn luyện và phát triển tríthông minh của học sinh Mặt khác, cũng là thước đo thực chất của sự nắmvững kiến thức và kĩ năng hóa học của học sinh

Ngày nay, việc đổi mới phương pháp giảng dạy tại các trường trunghọc cơ sở (THCS) đã được thực hiện một cách rộng rãi và có hiệu quả, đặcbiệt là trong các bài giảng lý thuyết Tuy nhiên, đổi mới trong phương phápbồi dưỡng kỹ năng giải bài tập cho học sinh vẫn còn nhiều hạn chế, chưa pháthuy hết tiềm lực tư duy, sáng tạo và trí thông minh của học sinh

Phương pháp giải bài tập hóa học theo hướng sáng tạo là cơ sở để chohọc sinh vận dụng vào việc giải bài tập trắc nghiệm khách quan ở bậc trunghọc phổ thông (THPT) sau này Song, phương pháp này chưa thực sự đượcchú trọng đúng mức nên học sinh chưa phát huy hết được năng lực tư duy,sáng tạo của mình Điều đó dẫn tới kĩ năng giải bài tập hóa học của học sinhvẫn còn nhiều hạn chế

Giải pháp của tôi đưa ra là hướng dẫn học sinh giải một số dạng bài tậphóa học theo hướng sáng tạo trong các giờ học tự chọn môn Hóa học lớp 9 ởtrường THCS Nguyễn Nghiêm – Đức Phổ Tuy một phương pháp giải sángtạo không thể coi là tối ưu trong mọi trường hợp, nhưng có thể giúp học sinh

có định hướng tốt, biết sẽ phải làm gì để tìm ra được kết quả mong muốn, từ

đó giúp học sinh tiết kiệm được thời gian, nâng cao được chất lượng giáo dục

bộ môn, đặc biệt là chất lượng đại trà

Nghiên cứu được tiến hành trên hai nhóm tương đương: hai lớp 9 ởtrường THCS Nguyễn Nghiêm Lớp 9A là lớp thực nghiệm, lớp 9A là lớp

đối chứng Lớp thực nghiệm được thực hiện các giải pháp thay thế khi dạycác dạng bài tập sau:

a) Dạng bài tập lập công thức hoá học hợp chất vô cơ

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU

Các dạng bài tập hóa học như đã nêu trên là những dạng bài tập thườnggặp trong chương trình Hóa học THCS, đặc biệt trong chương trình Hóa học

9 Nếu học sinh biết cách giải các dạng bài tập này theo hướng sáng tạo thì sẽgiúp học sinh vận dụng tốt vào việc giải bài tập trắc nghiệm ở bậc THPT saunày

Hiện tại, trường THCS Nguyễn Nghiêm có 3 giáo viên giảng dạy mônHóa học, trong đó có 2 giáo viên cùng giảng dạy môn Hóa 9; 1 giáo viêngiảng dạy môn Hóa 8 Qua việc kiểm tra hồ sơ giáo án, dự giờ thăm lớp, dựgiờ khảo sát trước khi tác động, tôi nhận thấy các giáo viên hướng dẫn họcsinh giải các dạng bài tập như đã nói ở trên theo nhiều hướng khác nhau,nhưng không đưa ra được dấu hiệu cụ thể để học sinh xác định hướng giảitheo cách nào, đặc biệt giáo viên chưa hướng dẫn được phương pháp giảisáng tạo cho học sinh Kết quả là đa số học sinh bị hạn chế về năng lực tư duysáng tạo trong việc giải bài tập

Để thay đổi hiện trạng trên, đề tài nghiên cứu này đã sử dụng phươngpháp giải một số dạng bài tập hóa học theo hướng sáng tạo nhằm phát triểnnăng tự tư duy cho học sinh

Giải pháp thay thế: Hướng dẫn học sinh giải các dạng bài tập: dạng

bài tập tính % thể tích các khí có trong hỗn hợp; dạng bài tập lập công thứchoá học hợp chất vô cơ và dạng bài tập tính khối lượng muối tạo thành trongdung dịch sau phản ứng khi cho hỗn hợp kim loại hoặc hỗn hợp muối tác

dụng với axit (xem phần phụ lục 1).

Vấn đề đổi mới phướng pháp giải bài tập Hóa học, đã có nhiều bài viếtđược đăng trên các báo Ví dụ:

- Rèn luyện tư duy thông qua bài tập cân bằng hóa học của Quách VănLong, cao học K13- Đại học Vinh

- Xây dựng một số câu hỏi và bài tập trắc nghiệm về HNO3 nhằm rènluyện kỹ năng và phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh của PhanKim Ngân, trường THPT Đức Thọ, Hà Tĩnh.

- Sử dụng giá trị A (tổng số liên kết  và vòng) để phát triển tư duy hóahọc cho học sinh của Nguyễn Quốc Nam Hải, cao học K15, Đại học Sư phạmThái Nguyên

- Rèn trí thông minh cho học sinh thông qua bài tập hóa học củaNguyễn Chí Linh, Cao học K17 - ĐHSP TP Hồ Chí Minh; Nguyễn XuânTrường, khoa Hóa học - ĐHSP Hà Nội

- Một số biện pháp phát triển tư duy, rèn trí thông minh cho học sinhcủa Quách Văn Long, cao học K13- Đại học Vinh

Và có nhiều đề tài, bài viết liên quan được đăng trên các báo và mạnginternet

Các bài viết này đều cập nhật đến những định hướng, tác dụng của việchướng dẫn học sinh giải bài tập hóa học theo hướng sáng tạo Tuy nhiên, cácbài viết này chủ yếu áp dụng cho chương trình Hóa học THPT là chủ yếu.Chưa có tài liệu nào chuyên sâu nghiên cứu cho chương trình Hóa học THCS

Tôi muốn có một nghiên cứu cụ thể hơn và đánh giá được hiệu quả củaviệc đổi mới phương pháp dạy học nói chung và phương pháp giải bài tập hóahọc nói riêng, cụ thể là phương pháp giải bài tập theo hướng sáng tạo Qua đógiúp học sinh khắc sâu được kiến thức và phát triển được năng lực tư duy

Vấn đề nghiên cứu:Việc hướng dẫn học sinh giải bài tập hóa học theo

hướng sáng tạo có làm phát triển năng lực tư duy của học sinh lớp 9 haykhông? Có nâng cao được kết quả học tập bộ môn của học sinh lớp 9 haykhông?

Giả thuyết nghiên cứu: Hướng dẫn học sinh giải bài tập hóa học theo

hướng sáng tạo sẽ làm phát triển năng lực tư duy và nâng cao kết quả học tậpcho học sinh lớp 9 trường THCS Nguyễn Nghiêm – Đức Phổ

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU.

Chọn hai lớp, lớp 9A3 làm lớp thực nghiệm, lớp 9A4 làm lớp đối chứng

để làm đối tượng nghiên cứu vì cả hai lớp này do tôi trực tiếp giảng dạy và cảhai lớp này có điểm tương đồng về giới tính và trình độ học tập Cụ thể:

Về giới tính: Lớp 9A3: Sỉ số: 29 Trong đó: Nam: 12; Nữ: 17

Lớp 9A4: Sỉ số: 30 Trong đó: Nam: 13; Nữ: 17

Về trình độ học tập: Hai lớp được chọn lọc ngẫu nhiên, tất cả các em ởhai lớp này đều có ý thức học tập tốt Về thành tích học tập của năm họctrước, hai lớp đều tương đương nhau về điểm số của tất cả các môn học

3.2 THIẾT KẾ.

Chọn hai lớp nguyên vẹn: lớp 9A3 là lớp thực nghiệm và lớp 9A4 là lớpđối chứng Tôi dùng bài kiểm tra học kì II môn Hóa học 8 của năm học 2011– 2012 làm bài kiểm tra trước tác động Kết quả kiểm tra cho thấy điểm trungbình của hai lớp có sự khác biệt nhau, do đó tôi dùng phép kiểm chứng T-test

để kiểm chứng sự chênh lệch điểm số trung bình của hai lớp trước khi tácđộng Kết quả:

B ng 1: Ki m ch ng ảng 1: Kiểm chứng để xác định các nhóm tương đương ểm chứng để xác định các nhóm tương đương ứng để xác định các nhóm tương đương đểm chứng để xác định các nhóm tương đương xác định các nhóm tương đươngnh các nhóm tương đươngng đương đươngng

Bảng 2: Thiết kế nghiên cứu

trước tác động tác động

Thực nghiệm 01

Dạy học: Hướng dẫn họcsinh giải một số dạng bàitập hóa học theo hướngsáng tạo

03

Dạy học: Hướng dẫn họcsinh giải bài tập hóa họctheo cách giải thôngthường

04

Ở thiết kế này, tôi sử dụng phép kiểm chứng T – Test độc lập

3.3 QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU:

3.3.1 Chuẩn bị của giáo viên:

Giảng dạy ở lớp đối chứng: Tôi thiết kế kế hoạch bài học hướng dẫnhọc sinh giải bài tập hóa học theo cách giải thông thường, quy trình chuẩn bịnhư bài bình thường

Giảng dạy ở lớp thực nghiệm: Cũng những dạng bài tập như giảng dạy

ở lớp đối chứng, nhưng tôi thiết kế kế hoạch dạy học có sử dụng các phươngpháp giải bài tập theo hướng sáng tạo dựa trên các tư liệu đã được tham khảo

và kinh nghiệm giảng dạy của bản thân

3.3.2 Tiến hành dạy thực nghiệm

Thời gian tiến hành dạy thực nghiệm vẫn tuân theo kế hoạch dạy học tựchọn của nhà trường và theo thời khóa biểu của trường để đảm bảo tính kháchquan Cụ thể:

B ng 3: Th i gian th c nghi mảng 1: Kiểm chứng để xác định các nhóm tương đương ời gian thực nghiệm ực nghiệm ệm

Bài kiểm tra sau tác động là bài kiểm tra do tôi thiết kế, gồm 6 câu trắc

nghiệm và 2 câu tự luận (xem phần phụ lục 2) Bài kiểm tra được tiến hành

sau thời gian thực nghiệm trên Bài kiểm tra với thời gian 45 phút và đượcthực hiện đầy đủ với tất cả học sinh của hai lớp 9A3 và 9A4

Sau đó, tôi tiến hành chấm bài theo đáp án đã xây dựng và thống kê

điểm (xem phần phụ lục 3) rồi phân tích kết quả.

CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ.

Chênh lệch giá trị TB chuẩn (SMD) 1,3

Như trên đã chứng minh rằng kết quả 2 nhóm trước tác động là tươngđương Sau tác động kiểm chứng chênh lệch điểm trung bình bằng T-Test chokết quả p = 0,01, cho thấy sự chênh lệch giữa điểm trung bình nhóm thực

nghiệm và nhóm đối chứng rất có ý nghĩa, tức là chênh lệch kết quả điểmtrung bình nhóm thực nghiệm cao hơn điểm trung bình nhóm đối chứng làkhông ngẫu nhiên mà do kết quả của tác động.

Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn SMD = 7,83 6,3 1,3

Giả thuyết của đề tài: “Hướng dẫn học sinh giải bài tập hóa học theo

hướng sáng tạo sẽ làm phát triển năng lực tư duy và nâng cao kết quả học tậpcho học sinh lớp 9 trường THCS Nguyễn Nghiêm – Đức Phổ” đã được kiểmchứng

Nhóm đối chứng Nhóm thực nghiệm

4.2 BÀN LUẬN

Kết quả của bài kiểm tra sau tác động của lớp thực nghiệm là điểmtrung bình = 7,83, kết quả bài kiểm tra tương ứng của lớp đối chứng là điểmtrung bình = 6,3 Độ chênh lệch điểm số giữa hai lớp là 1,53 Điều đó cho

Biểu đồ so sánh điểm trung bình trước tác động và sau tác động của nhóm

thực nghiệm và nhóm đối chứng

thấy điểm trung bình của hai lớp đối chứng và thực nghiệm đã có sự khác biệt

rõ rệt, lớp được tác động có điểm trung bình cao hơn lớp đối chứng

Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn của hai bài kiểm tra là SMD = 1,3.Điều này có nghĩa mức độ ảnh hưởng của tác động là rất lớn

Phép kiểm chứng T-Test điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động củahai lớp là p = 0,01< 0,05 Kết quả này khẳng định điểm trung bình của hainhóm không phải là do ngẫu nhiên mà do tác động và kết quả tốt hơn nghiêng

về nhóm thực nghiệm

Kết quả minh chứng trên đã khẳng định: “việc hướng dẫn học sinh giải bài tập hóa học theo hướng sáng tạo đã làm nâng cao kĩ năng giải bài tập hóa học, từ đó làm phát triển năng lực tư duy của học sinh lớp 9 trường THCS Nguyễn Nghiêm – Đức Phổ”.

4.3 HẠN CHẾ

Tuy nhiên, trên đây mới chỉ là nghiên cứu của tôi với đối tượng là họcsinh lớp 9 trường THCS Nguyễn Nghiêm, huyện Đức Phổ, nơi mà điều kiệnhọc tập của các em có phần thuận lợi hơn học sinh ở vùng nông thôn tronghuyện Hơn nữa, những dạng bài tập mà tôi nghiên cứu trong đề tài này phùhợp hơn với đối tượng học sinh từ trung trở lên

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ.

5.1 KẾT LUẬN

Việc hướng dẫn học sinh giải bài tập hóa học theo hướng sáng tạo đãlàm nâng cao kĩ năng giải bài tập hóa học, từ đó làm phát triển năng lực tưduy của học sinh

5.2 KHUYẾN NGHỊ

Đối với các cấp lãnh đạo: cần chỉ đạo hoạt động chuyên môn của mônhóa học, nên bố trí thời gian, phân chia thời khóa biểu hợp lí (trong đó có thờikhóa biểu dạy tự chọn môn Hóa học) để giáo viên rèn luyện kĩ năng giải bàitập hóa học cho học sinh

Đối với giáo viên bộ môn: không ngừng tự học, tự bồi dưỡng vềchuyên môn nghiệp vụ, biết khai thác thông tin và thường xuyên cập nhậtkiến thức vào kho tàng kiến thức của mình Phải quan tâm đến kiến thức và kĩnăng vận dụng kiến thức của học sinh vào việc giải bài tập hóa học để từ đó

có những phương pháp dạy học hợp lý hơn

Với kết quả của đề tài này, tôi mong rằng các bạn đồng nghiệp quantâm, chia sẻ và đặc biệt là đối với giáo viên dạy môn Hóa học THCS có thể

ứng dụng đề tài này vào việc dạy môn Hóa học ở trường THCS để làm pháttriển năng lực tư duy và nâng cao kết quả học tập của học sinh.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Hóa học cơ bản và nâng cao 9 – Ngô ngọc An, Nhà xuất bản giáo dục,năm 2005

- Hóa học cơ bản và nâng cao 9 – Quan Hán Thành, Nhà xuất bản Hànội, năm 2005

- Sách giáo khoa Hóa học 9 – Lê Xuân Trọng, Nhà xuất bản giáo dục,năm 2004

- Bài tập trắc nghiệm Hóa học 9 – Nguyễn Xuân Trường, Nhà xuất bảngiáo dục, năm 2006

- Bồi dưỡng Hóa học THCS – Vũ Anh Tuấn, Nhà xuất bản giáo dục,năm 2010

- Phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thông - Nguyễn XuânTrường, Nhà xuất bản giáo dục, năm 2006

- Tài liệu tập huấn:

+ Ngiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng Bộ Giáo dục và Đào tạo

-Dự án Việt – Bỉ, Nhà xuất bản Đại học Sư phạm, năm 2010

+ Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên môn Hóa học THCS – Sở Giáo dục

và Đào tạo Quảng ngãi phát hành năm 2008

- Các tài liệu phương pháp giải bài tập hóa học được đăng trên báo Hóahọc và ứng dụng; trên mạng internet với các trang chủ như: violet.vn,hoahoc.org, http://baitaphoahoc.wordpress.com

- Đối với hỗn hợp gồm 2 chất khí, khi biết khối lượng phân tử các chất

và khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp, ta dễ dàng tính được tỉ lệ %thể tích của các chất trong hỗn hợp theo công thức sau:

- Đối với hỗn hợp khí là hợp chất hữu cơ (giả sử hỗn hợp khí gồm A là

CxHy và B là Cx’Hy’), để tính % thể tích mỗi khí, ta dựa vào số nguyên tử

cacbon trung bình CO2

hh

n C n

 Khi đó ta có thể tính được % thể tích mỗi khí

trong hỗn hợp theo công thức sau:

+ Cứ 1 mol CO hay H2 khử được 1 và chỉ 1 mol O ra khỏi các oxit kimloại sắt hay đồng.

+ Cứ 1 mol CO hay H2 biến mất thì có 1 mol CO2 hay H2O xuất hiện đểthế chỗ, do đó các phản ứng dùng khí CO để khử oxi của oxit kim loại khônglàm thay đổi tổng số mol khí hay tổng thể tích khí

Vận dụng vào giải bài tập

Bài tập 1: Một hỗn hợp khí gồm NO2 và N2O4 có tỉ khối đối với oxi là2,25 Tính phần % về thể tích của NO2 trong hỗn hợp

Dạy cho lớp đối chứng:

Bài tập 3: Đốt cháy hoàn toàn 11,2 lít hỗn hợp hai chất khí C3H6 và

C4H10 thu được 38,08 lít CO2 và có hơi nước thoát ra

a) Viết phương trình phản ứng xảy ra

b) Tính % thể tích của các khí có trong hỗn hợp ban đầu (các thể tíchkhí đo ở cùng điều kiện)

Dạy cho lớp đối chứng:

Theo đề ta có: nCO2 = 1,7 mol

Đặt x, y lần lượt là số mol của C3H6 và C4H10

a) 2C3H6 + 9O2 t0

  6CO2 + 6H2O xmol 3x mol

Dạy cho lớp đối chứng:

Gọi số mol FeO, Fe2O3 tham gia phản ứng lần lượt là a,b (a,b > 0)

Nhận xét: Độ tăng khối lượng của khí = khối lượng ơxi lấy ra từ 2 oxit.

Ta cĩ: nCOban đầu = ,

,

22 4

22 4=1mol  mCO = 28g

=> Độ tăng khối lượng khí = 36 - 28 = 8g = mO

=> Số mol oxi trong oxit: nO =

16

8

= 0,5 mol

=> nCOpư = nCO2 tạo thành = nO trong oxit bị khử = 0,5 mol

Vậy thành phần hỗn hợp khí sau khi phản ứng gồm:

0,5 mol CO dư; 0,5 mol CO2 => %VCO = %VCO2 = 50%

1.1.2 Dạng bài tập tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng khi cho hỗn hợp kim loại hoặc hỗn hợp muối tác dụng với axit.

Cơ sở lý thuyết

Để tính khối lượng hỗn hợp muối tạo thành trong dung dịch sau phảnứng, ta áp dụng định luật bảo tồn khối lượng theo nguyên tắc:

+ m chấttham gia m chất sản phẩm

+ mmuối = m kim loại + mgốc axit

Vận dụng giải bài tập

Bài tập 1: Cho 8,9g hỗn hợp Mg và Zn tác dụng hết với dung dịch HCl

thấy thốt ra 4,48 lít H2 (đktc)

- Viết phương trình phản ứng xảy ra

- Tính khối lượng muối tạo thành trong dung dịch sau phản ứng