SKKN sáng kiến kinh ngiệm thiết kế, ứng dụng có hiệu quả mô hình OBITAN nguyên tử vào tiết 30 chương trình hóa học lớp 10 nâng cao

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Chương trình Hoá học THPT nhìn chung gồm 3 phần : + Phần 1: Hoá học đại cương Các thuyết hoá học + Phần 2: Hoá học vô cơ + Phần 3: Hoá học hữu cơ Để học tốt Hoá học ph

MỤC LỤC

Trang PHẦN MỘT: ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Thực trạng của đề tài thiết kế, ứng dụng có hiệu quả mô hình obitan

2 Kết quả của thực trạng thiết kế, ứng dụng có hiệu quả mô hình obitan

PHẦN HAI: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

III ỨNG DỤNG CÓ HIỆU QUẢ BỘ MÔ HÌNH OBITAN NGUYÊN

1 Nguyên tắc ứng dụng có hiệu quả bộ mô hình obitan nguyên tử vào

2 Ứng dụng có hiệu quả bộ mô hình obitan nguyên tử vào tiết 30

PHẦN BA: KẾT LUẬN

2 Về phía học sinh 13

PHẦN MỘT: ĐẶT VẤN ĐỀ

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Chương trình Hoá học THPT nhìn chung gồm 3 phần :

+ Phần 1: Hoá học đại cương (Các thuyết hoá học) + Phần 2: Hoá học vô cơ

+ Phần 3: Hoá học hữu cơ

Để học tốt Hoá học phần vô cơ, phần hữu cơ, yêu cầu học sinh phải hiểu rõ

và nắm vững các thuyết hoá học, nhưng theo phản hồi của học sinh qua nhiều khoá học thì phần thuyết hoá học là phần khó; khó ở đây không phải kiến thức quá phức tạp, mà cái khó ở đây là các khái niệm mang tính tư duy trừu tượng cao, mang tính logic cao, trong khi đó các tiết học này chưa có mô hình trực quan, thí nghiệm đầy đủ để minh chứng nên học sinh “phải học chay”, thuộc bài theo kiểu “học vẹt” dẫn đến học sinh hiểu sai, hiểu lệch về thuyết, vận dụng không đúng khi giải quyết các bài tập cụ thể

Đối với tiết 30 Chương trình Hoá học lớp 10 Nâng cao là một tiết học có tính chất như vậy Để giúp học sinh có hứng thú học tập phần các thuyết hoá học

và học tập môn Hoá tốt hơn, đồng thời làm đồ dùng trực quan cho các đồng nghiệp có thêm phương án lên lớp nâng cao hiệu quả giờ dạy, tôi đã mạnh dạn

chọn đề tài “ Thiết kế, ứng dụng có hiệu quả bộ mô hình obitan nguyên tử vào

tiết 30 Chương trình Hoá học 10 nâng cao”

II THỰC TRẠNG CỦA ĐỀ TÀI

1 Thực trạng của đề tài thiết kế, ứng dụng có hiệu quả bộ mô hình obitan nguyên tử vào tiết 30 Chương trình hoá học 10 Nâng cao

Hoá học là bộ môn khoa học thực nghiệm chuyên nghiên cứu về cấu tạo chất, sự biến đổi chất và ứng dụng chất Hoá Học đã và đang có vai trò hết sức quan trọng, đóng góp một phần lớn vào sự phát triển bền vững của xã hội

Hiện nay đồ dụng dạy học trực quan, trang thiết bị thí nghiệm để phục vụ cho công tác dạy - học bộ môn Hoá học ở trường THPT, đặc biệt đồ dùng thí nghiệm phục vụ cho các tiết học liên quan đến các thuyết hoá học do Bộ GD&ĐT trang cấp còn yếu và thiếu rất nhiều, vì vậy còn gây ít nhiều khó khăn cho công tác dạy và học; đây là một trong những nguyên nhân quan trọng làm cho hiệu quả, chất lượng dạy và học chưa cao, chưa mang tính đột phá

Từ phản hồi của học sinh, qua thực trạng trong công tác dạy - học của tôi và các đồng nghiệp tại Trường THPT Triệu Sơn 2, qua tham khảo của tôi đối với các đồng nghiệp ở các Trường THPT trên địa bàn huyện Triệu Sơn và một số Trường THPT trong tỉnh Thanh Hoá về cách thiết kế, chọn lựa đồ dùng dạy học

có hiệu quả vào tiết 30 chương trình Hóa học lớp 10 nâng cao, thấy thực trạng sau:

+ Giáo viên chưa thiết kế bộ mô hình obitan nguyên tử để ứng dụng vào tiết dạy để nâng cao hiệu quả giáo dục;

+ Để nâng cao hiệu quả giờ dạy có một số giáo viên đã sử dụng bài giảng điện tử, ứng dụng phần mềm „sự lai hoá các obitan nguyên tử‟ bản quyền 2004 của PGS TS Đặng Thị Oanh - Phạm Ngọc Bằng;

3.7, hình 3.8, hình 3.9 trang 77, 78 sgk 10 nâng cao;

+ Một số giáo viên đã tiến hành tiết dạy không có đồ dùng dạy học trực quan (dạy chay)

Đối với những giờ dạy mà giáo viên đã sử dung thiết bị dạy học hay chưa sử dụng đều có những chia sẽ hết sức chân thành về một số sự cố chủ quan hay khách quan mà làm bản thân lúng túng, thiếu phương án dự phòng như:

+ Ở trường không đủ phòng máy để thực hiện giờ giảng điện tử;

+ Đang thực hiện giờ giảng điện tử thì mất điện;

+ Đang thực hiện giờ giảng điện tử thì thiết bị công nghệ thông tin bị hỏng (do thiết bị đã quá cũ);

+ Trong giờ dạy có sử dụng tranh ảnh thì giáo viên chỉ mô tả hình ảnh dưới dạng không gian hai chiều nên học sinh hiểu nhầm, đặt ra những câu hỏi thảo luận không đúng trọng tâm làm giáo viên xử lý lúng túng;

+ Trong giờ học không có thiết bị, đồ dùng trực quan học sinh tỏ thái độ không muốn hợp tác trong quá trình dạy - học, làm tăng sức ì, căng thẳng trong giờ học

2 Kết quả của thực trạng thiết kế, ứng dụng có hiệu quả bộ mô hình obitan nguyên tử vào tiết 30 Chương trình hoá học 10 Nâng cao

Từ thực trạng trên dẫn dến những kết quả sau:

* Đối với giáo viên:

+ Thiếu phương án kết hợp tối ưu hoá các phương pháp ứng dụng trong dạy học

+ Lúng túng khi thiếu phương án dự phòng trong trường hợp gặp sự cố như không có phòng máy, mất điện, thiết bị CNTT hư hỏng dễ dẫn đến “dạy chay”, truyền thụ áp đặt

* Đối với học sinh:

+ Chỉ có một số quá ít hiểu đúng, đầy đủ và vận dụng thuyết lai hoá để giải thích các bài tập liên quan (giải thích cấu trúc phân tử, góc liên kết, so sánh góc liên kết, kiểu lai hoá của nguyên tố trung tâm )

+ Một phần lớn học sinh có hiểu nhưng hiểu còn sơ sài, chưa đúng bản chất, quên nội dung bài học sau một thời gian ngắn

+ Một số học sinh còn cho rằng tiết học này có nội dung khó quá bởi lẽ toàn khái niệm khó hiểu và trừu tượng quá dẫn đến các em mất hứng thú học tập với môn hoá học, không hợp tác trong giờ học và có kết quả học tập môn hoá rất thấp

III ĐỐI TƯỢNG VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU

Triệu Sơn 2 – Thanh Hoá

* Đề tài được nghiên cứu trong thời gian là hai năm học, cụ thể:

C

- Lớp C2 khoá học 2010 – 2013

IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHỦ YẾU

* Phương pháp thực nghiệm trong quá trình dạy học trên lớp của các đồng nghiệp

* Phương pháp thực nghiệm trong quá trình dạy học trên lớp và hướng dẫn học sinh học và làm bài tập ở nhà

* Phương pháp thống kê toán học dựa trên số lượng học sinh thực hiện được

các yêu cầu của đề tài

PHẦN HAI: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

I VÀI NÉT VỀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC TRỰC QUAN

1 Khái niệm về phương pháp dạy học trực quan

Phương pháp dạy học trực quan là một trong những nhóm phương pháp dạy học tích cực Đây là phương pháp dạy học có sử dụng những phương tiện trực quan, phương tiện kĩ thuật dạy học, giúp học sinh phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo, rèn luyện thói quen, khả năng quan sát, phân tích, tổng hợp, khả năng tự học; biết kết hợp lý thuyết với thực hành, có tinh thần hợp tác, thân thiện, tự tin trong các hoạt động

Hiện nay và những năm tới đổi mới mục tiêu, nội dung, chương trình giáo dục, phát triển đội ngũ nhà giáo, đổi mới phương pháp giáo dục theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh thì phương pháp dạy học trực quan, đặc biệt đồ dùng trực quan giữ vai trò quan trọng nhằm đáp ứng đổi mới phương pháp dạy học phù hợp với nội dung, chương trình, sách giáo khoa, góp phần tích cực thực hiện mục tiêu giáo dục giáo dục toàn diện về đức, trí, thể, mỹ và lao động cho học sinh

2 Vai trò của phương pháp dạy học trực quan trong quá trình dạy - học

Trong dạy - học, nếu chúng ta vận dụng một cách khéo léo phương pháp dạy học trực quan thì nó mang lại một ý nghĩa vô cùng to lớn Thực tiễn dạy học hiện nay cho thấy: vai trò của đồ dùng dạy học không chỉ có ý nghĩa trong hoạt động nhận thức của học sinh mà còn có vai trò quan trọng trong quá trình giảng dạy của giáo viên, cụ thể:

+ Đối với giáo viên: giúp giáo viên tiết kiệm được thời gian lên lớp đối với mỗi tiết học; giúp giáo viên điều khiển được hoạt động nhận thức của học sinh, kiểm tra và đánh giá kết quả học tập của học sinh được thuận lợi và có hiệu quả cao

+ Đối với học sinh: giúp học sinh có môi trường học tập và nghiên cứu thuận lợi nhất; giúp học sinh cụ thể hoá những cái quá trừu tượng, đơn giản hoá những máy móc, thiết bị phức tạp; giúp học sinh làm sinh động nội dung học tập, nâng cao hứng thú học tập bộ môn, nâng cao lòng tin của học sinh vào khoa học; giúp học sinh phát triển năng lực nhận thức, đặc biệt là khả năng quan sát, tư duy (phân tích, tổng hợp các hiện tượng, rút ra kết luận có độ tin cậy, ); giúp học sinh hình thành cảm giác thẩm mỹ, được hấp dẫn bởi cái đẹp, cái đơn giản, tính chính xác của thông tin chứa trong phương tiện

II THIẾT KẾ BỘ MÔ HÌNH OBITAN NGUYÊN TỬ

1 Những yêu cầu đạt khi thiết kế bộ mô hình obitan nguyên tử

+ Bộ mô hình obitan nguyên tử thiết kế phải đảm bảo tính khoa học sư phạm, tính nhân trắc học, tính thẩm mỹ, tính khoa học kỹ thuật và tính kinh tế

+ Số lượng mô hình obitan cần thiết kế là 5, trong đó có:

- Hình dạng obitan s: 1

- Hình dạng obitan sau khi lai hoá: 1

- Hình dạng obitan p, obitan lai hoá sp: 1 (có kĩ thuật dùng chung)

- Hình dạng obitan lai hoá sp2: 1

+ Chuần bị vật liệu:

- Gỗ keo khô gồm: hình khối vuông có độ dài cạnh là 10cm (số lƣợng 1)

và hình trụ vuông dài 30cm (số lƣợng 1), hình trụ vuông dài 20cm (số lƣợng 1), hình trụ vuông dài 18cm (số lƣợng 7), hình trụ vuông dài 10cm (số lƣợng 7)

- Keo dán hai thành phần

- Mùn cƣa

- Máy tiện gỗ ( nhờ sự giúp đỡ của thợ mộc)

2 Hình ảnh bộ mô hình obitan nguyên tử sau khi thiết kế hoàn thiện

2.1 Mô hình obitan s

2.2 Mô hình obitan p

2.3 Mô hình obitan nguyên tử đã lai hoá

2.4 Mô hình obitan lai hoá sp

2.5 Mô hình obitan lai hoá sp 2

2.6 Mô hình obitan lai hoá sp 3

III ỨNG DỤNG CÓ HIỆU QUẢ BỘ MÔ HÌNH OBITAN NGUYÊN TỬ VÀO TIẾT 30 CHƯƠNG TRÌNH HOÁ HỌC LỚP 10 NÂNG CAO

1 Nguyên tắc ứng dụng có hiệu quả bộ mô hình obitan nguyên tử vào tiết 30 Chương trình hoá học lớp 10 Nâng cao

Sau khi đã thiết kế hoàn thiện bộ mô hình obitan nguyên tử, làm thế nào để ứng dụng chúng có hiệu quả vào tiết 30 chương trình hoá học 10 nâng cao và các tiết học khác trong chương trình hoá học phổ thông cũng là nhiệm vụ không hề

dễ dàng chút nào; bởi lẽ nếu sử dụng chúng không phù hợp với nội dung, sử dụng một cách tuỳ tiện thì không những không làm tăng tính hiệu qủa của giáo dục mà đôi khi còn có tác dụng phản giáo dục Để phát huy hết hiệu quả và vai trò của bộ

mô hình obitan nguyên tử trong tiết học tôi thiết nghĩ người giáo viên cần nắm vững và tuân theo những nguyên tắc sau:

+ Hiệu quả dạy học chính là sự tăng cường chất lượng, khối lượng kiến thức,

kỹ năng, kỹ xảo của học sinh, phù hợp với yêu cầu của chương trình, ít tiêu hao sức lực của giáo viên và học sinh

+ Giáo viên phải xác định rõ mục tiêu của tiết học ( theo Chuẩn kiến thức kỹ năng) từ đó sắp xếp cụ thể các bước tiến hành bài học theo phương pháp kĩ thuật dạy học đã lựa chọn, thể hiện qua nội dung, thời gian, câu hỏi, mô hình obitan nguyên tử được sử dụng cho từng hoạt động

+ Khi sử dụng mô hình obitan nguyên tử trong các hoạt động phải lưu ý, đảm bảo các yếu tố sau:

- Phải lựa chọn mô hình obitan nguyên tử phù hợp với đơn vị kiến thức, không sử dụng tuỳ tiện gây tâm lý hoang mang cho học sinh;

- Những mô hình obitan nguyên tử sử dụng trong tiết học phải được để gọn gàng, giữ bí mật, chỉ xuất hiện ở hoạt động cần đến nó nhằm tăng tính tò mò, hứng thú học tập của học sinh vào hoạt động;

- Khi trình bày về mô hình obitan nguyên tử phải lựa chọn không gian, ánh sáng phù hợp đảm bảo mọi học sinh trong lớp được quan sát rõ ràng, đầy đủ

2 Ứng dụng có hiệu quả bộ mô hình obitan nguyên tử vào tiết 30 chương trình hoá học 10 Nâng cao thông qua giáo án đã được thực hiện

TIẾT 30 SỰ LAI HOÁ CÁC OBITAN NGUYÊN TỬ

I MỤC TIÊU BÀI HỌC

1 Kiến thức

+ Giúp học sinh hiểu khái niệm về sự lai hoá các obitan nguyên tử

; lai hoá sp3

2 Kĩ năng

+ Rèn luyện kĩ năng quan sát mô hình từ đó rút ra kết luận

+ Rèn luyện kĩ năng tư duy trừu tượng, phân tích vấn đề mới, kĩ năng tổng hợp bản chất của một vấn đề qua các hiện tượng đặc trưng của nó

+ Vận dụng kiểu lai hoá obitan nguyên tử để giải thích dạng hình học của một số phân tử

3 Thái độ

+ Có sự đam mê, tìm tòi nghiên cứu khoa học hoá học đặc biệt những vấn

đề mới, vấn đề khó; có hứng thú với môn học

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

+ Phương tiện, thiết bị dạy học, mô hình về các obitan lai hoá, máy chiếu, khăn phủ bàn

+ Hệ thống câu hỏi khoa học

2 Học sinh

+ Đọc kĩ bài học trước khi đến lớp, nắm vững về liên kết hoá học

III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ ( 5 phút)

- GV đặt câu hỏi: Hãy giải thích sự hình thành cặp electron liên kết giữa nguyên

- HS: trả lời, học sinh khác nhận xét, bổ sung

- GV nhận xét và kết luận; qua câu hỏi bài cũ vận dụng đi vào bài mới

2 Hoạt động 2: Khái niệm về sự lai hoá (7 phút)

* Phương pháp: Diễn giảng; Giao nhiệm vụ

* Kĩ thuật: Đặt câu hỏi

* Tổ chức hoạt động dạy học:

Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung

- GV: Qua phân tích sự hình thành liên

nhân của của sự hình thành khái niệm

lai hoá; yêu cầu tất cả học sinh độc lập

nghiên cứu tài liệu và cho biết sự lai

hoá là gì?

1 khái niệm về lai hoá

2 điều kiện các obitan tham gia lai hoá

3 đặc điểm của các obitan lai hoá

- HS: trả lời, học sinh khác nhận xét bổ

sung

- GV: nhận xét, cho học sinh quan sát

hình dạng của 1AO sau khi đã lai

I KHÁI NIỆM VỀ SỰ LAI HOÁ

* Sự lai hoá obitan nguyên tử là sự tổ hợp “ trộn lẫn” một số obitan trong một nguyên tử để được từng ấy obitan giống nhau nhưng định hướng khác nhau trong không gian

+ Các obitan tham gia lai hoá phải thoả mãn điều kiện:

- Của cùng một nguyên tử

- Có mức năng lượng gần bằng nhau + Đặc điểm của obitan lai hoá:

- Có hình dạng, kích thước và năng lượng giống hệt nhau, chỉ khác nhau về định hướng trong không gian

lai hoá

- Trong một obitan lai hoá gồm 2 phần: phần không gian lớn dùng để tham gia liên kết, phần không gian nhỏ là phần phản liên kết

3 Hoạt động 3: Lai hoá sp (10 phút)

* Phương pháp: dạy học hợp tác, quan sát trực quan

* Kĩ thuật: Đặt câu hỏi

* Tổ chức hoạt động dạy học

Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung

- GV: yêu cầu học sinh nhắc lại hình

dạng của obitan s và obitan p; từ đó

cho học sinh quan sát mô hình obitan

s và obitan p; giới thiệu trọng tâm

của bài là các kiểu lai hoá thường

gặp từ obitan s và các obitan p

- GV: Cho học sinh quan sát hình ảnh

mô phỏng sự trộn lẫn của 1 obitan s và

1 obitan p và yêu cầu học sinh rút ra

các ý sau:

1 Số obitan lai hoá được hình thành

2.Định hướng của các obitan lai hoá

trong không gian, góc lai hoá

3 Rút ra kết luận về lai hoá sp

- HS: Quan sát hình ảnh mô phỏng, trả

lời; học sinh khác nhận xét bổ sung

- GV: Nhận xét, cho học sinh quan sát

mô hình obitan lai hoá sp và kết luận

- GV: Giới thiệu một số phân tử cấu tạo

thẳng có lai hoá sp

II CÁC KIỂU LAI HOÁ THƯỜNG GẶP

1 Lai hoá sp

sp

* Định hướng của 2AO sp: Cùng phương ngược chiều

* Lai hoá sp gặp ở các nguyên tử Be, C

BeCl2,C2H2

* VD: Dựa vào thuyết lai hoá; hãy giải thích tại sao phân tử BeH2 có cấu tạo thẳng?

4 Hoạt động 4: Lai hoá sp 2

( 8 phút)

* Phương pháp: dạy học hợp tác, quan sát trực quan

* Kĩ thuật: khăn phủ bàn

* Tổ chức hoạt động dạy học

Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung

- GV: Chia lớp thành các nhóm (cử

nhóm trưởng và thư kí cho mỗi nhóm);

cho các nhóm quan sát hình ảnh mô

tố sau:

2 Lai hoá sp 2

sp2

: + Thuộc cùng mặt phẳng