Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập Hóa học chương Crom - Sắt - Đồng (lớp 12 nâng cao) nhằm phát triển tư duy cho học sinh

Trong dạy học, phải coi trọng việc phát triển tư duy cho học sinh bởikhông có khả năng tư duy học sinh không học tập và rèn luyện được.Trong dạy học hóa học, để phát triển tư duy cho học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

HÀ NỘI - 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA HÓA HỌC

*************

BÙI THỊ XUÂN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG

BÀI TẬP HÓA HỌC CHƯƠNG

CROM-SẮT-ĐỒNG (LỚP 12 NÂNG CAO)

NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY

CHO HỌC SINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Phương pháp dạy học Hóa học

Người hướng dẫn khoa học

TS ĐÀO THỊ VIỆT ANH

HÀ NỘI - 2013

Trong dạy học, phải coi trọng việc phát triển tư duy cho học sinh bởikhông có khả năng tư duy học sinh không học tập và rèn luyện được.

Trong dạy học hóa học, để phát triển tư duy cho học sinh có nhiềuphương pháp và phương tiện, trong đó sử dụng bài tập hóa học được coi làphương pháp hiệu quả để phát triển tư duy cho học sinh Tuy nhiên, để đạtđược điều đó đòi hỏi giáo viên phải có quá trình xây dựng, lựa chọn, sử dụngbài tập phù hợp nhất

Chương “Crom – Sắt – Đồng” là chương về chất cuối cùng của chươngtrình hóa học phổ thông Như vậy là khi học đến chương này dù ít hay nhiềuthì học sinh cũng đã được làm quen với các phương pháp giải bài tập đặctrưng của môn hóa học Đây là chương mà thông qua các bài tập của nó cóthể tổng hợp và khai thác tối đa các phương pháp giải bài tập hóa học tạo điềukiện tối ưu cho việc phát triển trí tuệ cho học sinh Chính vì thế, tôi đã chọn

đề tài: “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học chương Crom – Sắt

– Đồng (lớp 12 nâng cao) nhằm phát triển tư duy cho học sinh” làm đề tài

nghiên cứu khoa học trong khóa luận tốt nghiệp đại học

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học chương “Crom – Sắt –Đồng” (lớp 12 nâng cao) nhằm phát triển tư duy cho học sinh

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

3.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận về sự phát triển trí tuệ, tư duy và vai trò của bàitoán hóa học trong dạy học hóa học và phát triển tư duy

3.2 Nghiên cứu chương trình hóa học phổ thông, đặc biệt chú trọng chương

“Crom – Sắt – Đồng” lớp 12 nâng cao

3.3 Nghiên cứu các phương pháp giải bài tập hóa học

3.4 Xây dựng hệ thống bài tập hóa học chương “Crom – Sắt – Đồng” lớp 12nâng cao nhằm phát triển tư duy cho sinh

3.5 Sử dụng hệ thống bài tập hóa học chương “Crom – Sắt – Đồng” lớp 12 nângcao nhằm phát triển tư duy cho học sinh

3.6 Thực nghiệm sư phạm: đánh giá tính phù hợp và hiệu quả của việc xâydựng và sử dụng hệ thống bài tập đã đề xuất với mục đích phát triển tư duycho học sinh

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy học hóa học phổ thông

- Đối tượng nghiên cứu: hệ thống bài tập hóa học phát triển tư duy cho họcsinh chương “Crom – Sắt – Đồng” lớp 12 nâng cao

5 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được hệ thống bài tập có chất lượng tốt và sử dụng chúngmột cách hợp lý thì sẽ có tác dụng rất lớn trong việc phát triển năng lực tưduy độc lập sáng tạo cho học sinh, nâng cao chất lượng dạy và học hóa học

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: phân tích các tài liệu lí luận của đềtài

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: tìm hiểu, thăm dò, trao đổi với giáoviên có kinh nghiệm; trao đổi với học sinh và thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp xử lí thông tin: sử dụng phương pháp thống kê toán họctrong xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm.

7 Cái mới của đề tài

Đề tài sử dụng bài tập hóa học để phát triển tư duy cho học sinh đã đượcnghiên cứu rất nhiều, thông qua các nội dung lý thuyết khác nhau, ở các mức

độ khác nhau Nhưng qua tìm hiểu tôi nhận thấy, hầu hết các đề tài đều đitheo hướng sử dụng phương pháp giải nhanh theo xu thế của hình thức thi trắcnghiệm hiện nay, đây là một phương pháp tốt để phát triển trí tuệ cho họcsinh, song nó cũng dễ làm lu mờ đi bản chất đặc trưng của hóa học trong cácbài tập và các mặt trái khác như học sinh lười tư duy, không biết cách trìnhbày…cũng như không cho biết quá trình tư duy của học sinh, khó đánh giáđược khả năng quan sát, phán đoán tinh vi, khả năng giải quyết vấn đề khéoléo, khả năng tổ chức, sắp xếp, diễn đạt ý tưởng, khả năng suy luận, óc tư duyđộc lập, sáng tạo và sự phát triển ngôn ngữ chuyên môn của học sinh…

Vì thế trong đề tài, tôi xây dựng hệ thống bài tập chương “Crom – Sắt –Đồng” lớp 12 nâng cao sử dụng các phương pháp giải đặc trưng của hóa học

và chú trọng cách sử dụng chúng đảm bảo giữ được bản chất hóa học trongmỗi bài tập, đồng thời đảm bảo phát triển trí tuệ cho học sinh (trí nhớ, tríthông minh, óc sáng tạo, tư duy…), rèn luyện cho học sinh phương pháp tựhọc

PHẦN 2 NỘI DUNG Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Nhiệm vụ phát triển trí tuệ cho học sinh trong quá trình dạy học

Một trong ba nhiệm vụ quá trình dạy học là “hình thành và phát triển cácphẩm chất và năng lực trí tuệ cho học sinh đặc biệt là năng lực tư duy độc lậpsáng tạo”

1.1.1 Tiêu chí của sự phát triển trí tuệ

Sự phát triển trí tuệ căn cứ vào 2 tiêu chí:

• Có sự tích lũy khối lượng tri thức

• Phải có sự thành thạo của các thao tác trí tuệ (hay thao tác tư duy) như: sosánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa và trừu tượng hóa

1.1.2 Đặc điểm của sự phát triển trí tuệ [4]

Sự phát triển trí tuệ được thể hiện qua 2 đặc điểm là: phẩm chất và nănglực

1.1.2.1 Phẩm chất của hoạt động trí tuệ

Trong quá trình dạy học, dưới tác động chủ đạo của thầy, học sinh tự lựcrèn luyện các thao tác trí tuệ, dần dần hình thành và phát triển các phẩm chấtcủa hoạt động trí tuệ đó là:

• Tính định hướng thể hiện ở chỗ học sinh nhanh chóng và chính xác xácđịnh đối tượng của hoạt động trí tuệ; mục đích phải đạt tới và con đường tối

ưu để đạt tới mục đích đó Tính định hướng chi phối hướng đi và cáchthức đi của hoạt động trí tuệ; giúp học sinh ngăn ngừa và điều chỉnh có hiệuquả những hướng đi lệch lạc

• Tính linh hoạt: giúp học sinh tiến hành hoạt động trí tuệ nhanh chóng, thíchứng với các tình huống nhận thức khác nhau một cách nhanh chóng, đảmbảo nắm tri thức mới nhanh hơn và tiết kiệm hơn

• Tính mềm dẻo được đặc trưng ở chỗ hoạt động tư duy của học sinh đượctiến hành theo các hướng xuôi và ngược chiều Nó giúp học sinh dễ dàngthích ứng với các chiều hướng nhận thức trái ngược nhau Có thể coi tínhmềm dẻo là một trường hợp đặc biệt của tính linh hoạt.

Ví dụ: từ các chất phản ứng viết sản phẩm và ngược lại

• Tính độc lập: học sinh tự mình phát hiện được vấn đề, tự mình đề xuất đượccách giải quyết và tự giải quyết được Tính độc lập giúp học sinh chủ độngtrong nhận thức, có cơ sở để dần dần hình thành tính sáng tạo trong nhậnthức, nâng cao hiệu quả học tập

Tính tự giác là cơ sở của tính tích cực, tính tích cực phát triển cao độ làmhình thành tính độc lập

Vì thế khi tiến hành hoạt động trí tuệ, phải kết hợp ba phẩm chất đó vớinhau

• Tính nhất quán: hoạt động trí tuệ được tiến hành đảm bảo tính logic và tínhxuyên suốt của tư tưởng chủ đạo từ đầu đến cuối không có mâu thuẫn

• Tính phê phán: thể hiện ở chỗ học sinh biết phân tích, đánh giá các quanđiểm, lý thuyết, phương pháp của người khác đồng thời đưa ra ý kiến củamình và bảo vệ ý kiến đó

• Tính khái quát của hoạt động trí tuệ: khả năng hình thành ở học sinh những

mô hình giải quyết khái quát tương ứng khi học sinh giải quyết mỗi loạinhiệm vụ tương ứng nhất định, phẩm chất này giúp học sinh dễ dàng giảiquyết những nhiệm vụ nhận thức cùng loại

• Bề rộng của hoạt động trí tuệ được thể hiện ở chỗ học sinh có thể tiến hànhhoạt động này trong nhiều lĩnh vực nhất là những lĩnh vực có liên quan mậtthiết với nhau

• Chiều sâu: học sinh tiến hành hoạt động trí tuệ theo hướng đi vào và nắmđược ngày càng sâu sắc bản chất của sự vật hiện tượng tránh hoạt động trítuệ nông cạn.

Tất cả cả các phẩm chất hoạt động trí tuệ có quan hệ thống nhất đảm bảocho hoạt động này đạt hiệu quả tối ưu với sự tốn kém ít nhất về sức lực vàthời gian trong những hoàn cảnh và điều kiện nhất định Tương ứng vớinhững phẩm chất trí tuệ cũng là những phẩm chất của con người nói chung

1.1.2.2 Năng lực trí tuệ

Tương ứng với các phẩm chất của trí tuệ cần có năng lực trí tuệ, đó lànăng lực vận dụng các thao tác trí tuệ (hay các thao tác tư duy) để giải quyếtmột vấn đề cụ thể nào đó

Tóm lại việc hình thành và phát triển những phẩm chất và năng lực trítuệ đặc biệt là năng lực tư duy độc lập sáng tạo là một nhiệm vụ mà quá trìnhdạy học cần đạt tới

1.2 Tư duy

1.2.1 Khái niệm tư duy [7]

Tư duy là một quá trình tâm lý phản ánh những thuộc tính bản chất,những mối liên hệ và quan hệ bên trong có tính quy luật của sự vật, hiệntượng trong hiện thực khách quan mà trước đó ta chưa biết

1.2.2 Đặc điểm của tư duy [7]

1.2.2.1 Tính có vấn đề của tư duy

Tư duy chỉ xuất hiện khi gặp những hoàn cảnh, những tình huống có vấn

đề tức là khi đó con người nhận thức được tình huống có vấn đề, nhận thứcđược mâu thuẫn chứa đựng trong vấn đề, chủ thể phải có nhu cầu giải quyết

và phải có những tri thức cần thiết có liên quan đến vấn đề (những tri thứcnày tuy cần thiết nhưng không đủ sức giải quyết)

Trong dạy học cũng như trong giáo dục phải đưa học sinh vào hoàn cảnh

có vấn đề và hướng dẫn các em tự giải quyết vấn đề

1.2.2.2 Tính gián tiếp của tư duy

Tính gián tiếp của tư duy trước hết được thể hiện ở việc con người dùngngôn ngữ để tư duy Nhờ có ngôn ngữ mà con người sử dụng các kết quảnhận thức (quy tắc, công thức, quy luật, khái niệm,…) vào quá trình tư duy(phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát,…) để nhận thức được cái bên trongbản chất của sự vật, hiện tượng

Vì thế trong dạy học hóa học cần quan tâm trau dồi ngôn ngữ hóa hoáhọc cho học sinh

1.2.2.3 Tính trừu tượng và tính khái quát của tư duy

Nhờ tính trừu tượng của tư duy mà con người có thể khái quát những sựvật, hiện tượng riêng lẻ, nhưng có những thuộc tính bản chất chung thành mộtnhóm, một loại, một phạm trù

Nhờ có tính trừu tượng và khái quát của tư duy mà con người không chỉ

có thể giải được những nhiệm vụ hiện tại, mà còn có thể giải quyết đượcnhững nhiệm vụ tương lai

Nhờ có tính khái quát, tư duy trong khi giải quyết nhiệm vụ cụ thể vẫn

có thể xếp nó vào một nhóm, một loại, một phạm trù để có những quy tắc,phương pháp giải quyết tương tự

1.2.2.4 Tư duy quan hệ chặt chẽ với ngôn ngữ

Sở dĩ tư duy mang tính “có vấn đề”, tính gián tiếp, tính trừu tượng vàkhái quát vì nó gắn chặt với ngôn ngữ Tư duy và ngôn ngữ có mối quan hệmật thiết với nhau Nếu không có ngôn ngữ thì quá trình tư duy ở con người không thể diễn ra được, đồng thời các sản phẩm của tư duy (những khái niệm,phán đoán,…) cũng không được chủ thể và người khác tiếp nhận

Ngôn ngữ cố định lại các kết quả của tư duy, là vỏ vật chất của quá trình

tư duy và là phương tiện biểu đạt kết quả tư duy Ngược lại, nếu không có tưduy (với những sản phẩm của nó) thì ngôn ngữ chỉ là những chuỗi âm thanh

vô nghĩa Tuy nhiên, ngôn ngữ không phải là tư duy, ngôn ngữ chỉ là phươngtiện của tư duy

1.2.1.5 Tư duy có mối quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính.

Kết luận: Từ những đặc điểm trên của tư duy có thể rút ra những kết

luận cần thiết trong quá trình dạy học:

• Phải coi trọng việc phát triển tư duy cho học sinh bởi không có khả năng

tư duy học sinh không học tập và rèn luyện được

• Muốn kích thích học sinh tư duy thì phải đưa các em vào tình huống có vấn

đề và tổ chức cho học sinh độc lập, sáng tạo giải quyết tình huống có vấnđề

• Việc phát triển tư duy phải được tiến hành song song và thông qua việctruyền thụ tri thức

• Việc phát triển tư duy phải gắn với việc trau dồi ngôn ngữ vì khi đó họcsinh mới có phương tiện để tư duy có hiệu quả

• Việc phát triển tư duy phải gắn liền với việc rèn luyện cảm giác, tri giác,năng lực quan sát và trí nhớ cho học sinh

1.2.3 Các phương pháp tư duy [6]

Có ba phương pháp hình thành những phán đoán mới đó là suy lí quynạp, suy lí diễn dịch và loại suy

Phép quy nạp có ý nghĩa to lớn trong dạy học hóa học vì nhờ đó mà kiếnthức được nâng cao và mở rộng.

Có hai nối quy nạp là quy nạp đơn cử và quy nạp khoa học

- Quy nạp đơn cử: Quy nạp đơn cử có thể hoàn toàn hoặc không hoàntoàn

Quy nạp đơn cử hoàn toàn khi nghiên cứu được tất cả các đối tượng vàquy nạp đơn cử không hoàn toàn khi không nghiên cứu được tất cả các đốitượng

- Quy nạp khoa học: Đó là khi đi tới kết luận rồi xác minh những nguyênnhân khoa học của vấn đề được kết luận

1.2.3.2 Suy lý diễn dịch

Suy lí diễn dịch hay phép suy diễn: Là cách phán đoán đi từ một nguyên

lí chung đúng đắn tới một kết luận thuộc về một trường hợp riêng lẻ nghĩa là

đi từ cái chung đến cái riêng

Trong dạy học hóa học, phép suy diễn rút ngắn thời gian học tập và pháttriển tư duy logic, độc lập, sáng tạo của học sinh

Khi sử dụng phép suy diễn trong dạy học hóa học cần tiến hành theo cácbước sau đây:

- Nêu định luật, nguyên tắc, quy tắc hay khái niệm chung

- Nêu ví dụ để thấy rằng từ định luật, nguyên tắc, quy tắc hay khái niệm chung

đó để có thể giải thích những trường hợp đơn nhất, riêng lẻ như thế nào.diễn

- Cho bài tập hoặc một số ví dụ khác để HS tự lực vận dụng phép suyTrong dạy học không nên chỉ sử dụng riêng quy nạp hay suy diễn màcần phải phối hợp đúng lúc, đúng chỗ hai phương pháp này Quy nạp và suy

diễn phải gắn bó với nhau như phân tích và tổng hợp giúp xác định mối liên

hệ nhân quả trong sự vật, hiện tượng

1.2.3.3 Loại suy

Loại suy là hình thức tư duy đi từ cái riêng biệt này đến cái riêng biệtkhác

Bản chất của phép loại suy là dựa vào sự giống nhau (tương tự) của hai

sự vật hay hiện tượng về một số dấu hiệu nào đó mà đi đến kết luận về sựgiống nhau của chúng cả về những dấu hiệu khác nữa

Kết luận đi tới được bằng phương pháp loại suy bao giờ cũng gần đúng,

có tính chất giả thiết, nhất thiết phải kiểm tra kết luận đó bằng thực nghiệmhay thực tiễn

Trong dạy học hóa học, phương pháp loại suy có lợi ích rất to lớn Dothời gian học tập có hạn, không thể nghiên cứu mọi chất, mọi trường hợp màchỉ nghiên cứu một số trường hợp điển hình do chương trình đã lựa chọn,nhưng nhờ phương pháp loại suy ta có thể dẫn học sinh đi tới những kết luậnxác thực về những trường hợp không có điều kiện nghiên cứu

Muốn vận dụng đúng đắn phương pháp loại suy trong học tập, cần chú ýđến những điều kiện sau đây:

- Càng biết nhiều và sâu những tính chất bản chất, chủ yếu nhất của hai chấthay hiện tượng đem so sánh thì loại suy sẽ càng đúng đắn

- Trong vô số những mối liên hệ và tương quan giữa những đặc điểm của haiđối tượng so sánh, càng nắm được vững cái gì là bản chất nhất, chủ yếunhất thì loại suy càng có hiệu quả

- Không phải chỉ cần biết những điểm chung mà còn cần biết những điểmkhác nhau giữa chúng thì loại suy càng tránh được sai lầm

Nhận thức vấn đềXuất hiện các liên tưởngSàng lọc liên tưởng và hình thành giả thuyết

Giải quyết vấn đề Hành động tư duy mới

1.2.4 Các giai đoạn của quá trình tư duy [7]

Mỗi hành động tư duy là một quá trình giải quyết một nhiệm vụ nào đónảy sinh trong quá trình nhận thức hay trong hoạt động thực tiễn

Từ khi chủ thể gặp “tình huống có vấn đề”, nhận thức được vấn đề(nhiệm vụ cần giải quyết) đến khi giải quyết được vấn đề là một quá trình baogồm nhiều giai đoạn (khâu)

Nhà tâm lí học K.K Platônôp đã tóm tắt các giai đoạn của một quá trình

tư duy bằng sơ đồ dưới đây:

Kiểm tra giả thuyết

Sơ đồ: Các giai đoạn của một quá trình tư duy

Đây chính là logic của tư duy Số lượng các giai đoạn có thể không cầnđầy đủ trong những trường hợp nhất định, nhưng thứ tự các giai đoạn phảituân thủ theo sơ đồ trên

1.2.5 Rèn luyện các thao thao tác tư duy (hay thao tác trí tuệ) trong dạy học hóa

học ở trường phổ thông [6]

Tính giai đoạn của quá trình tư duy chỉ phản ánh được mặt bên ngoài,cấu trúc bên ngoài của tư duy, còn nội dung bên trong mỗi giai đoạn của quátrình tư duy lại là một quá trình phức tạp, diễn ra trên cơ sở của những thaotác tư duy đặc biệt (thao tác trí tuệ hay thao tác trí óc)

1.2.5.1 Phân tích – tổng hợp

Phân tích: Phân tích là quá trình tách các bộ phận của sự vật hoặc hiện tượng với các dấu hiệu và thuộc tính của chúng cũng như các mối liên hệ và quan hệ giữa chúng theo một hướng xác định.

Tổng hợp: Tổng hợp là hoạt động tư duy kết hợp các bộ phận, các yếu tố

đã được nhận thức để nhận thức cái toàn bộ.

Tổng hợp không phải là phép cộng đơn giản, không phải là sự liên kếtmáy móc các bộ phận của sự vật

Sự tổng hợp đúng đắn là một hoạt động tư duy xác định, đem lại kết quảmới về chất, cung cấp một sự hiểu biết mới nào đó về sự vật

Phân tích và tổng hợp không phải là hai phạm trù riêng rẽ của tư duy.Đây là hai quá trình có liên hệ biện chứng Phân tích để tổng hợp có cơ sở vàtổng hợp để phân tích đạt được chiều sâu

So sánh không chỉ giúp tìm ra những dấu hiệu bản chất (giống nhau vàkhác nhau) của sự vật, hiện tượng mà còn tìm ra những dấu hiệu không bảnchất, thứ yếu của chúng.

Có hai cách so sánh là so sánh tuần tự và so sánh đối chiếu:

- So sánh tuần tự như so sánh kiến thức cũ với kiến thức mới Cách so

sánh này thường được sử dụng với những đối tượng có tính chất gần tương tựnhau

Ví dụ: Khi dạy học về axit HNO3 có thể so sánh với axit HCl và H2SO4

đã học trước đó; khi dạy học về axit hữu cơ có thể so sánh với axit vô cơ đãhọc…

- So sánh đối chiếu như so sánh những mặt đối lập của hai khái niệm

như kim loại và phi kim; sự oxi hóa và sự khử…

1.2.5.3 Khái quát hóa

Khái quát hóa là thao tác tư duy tách những thuộc tính chung, các mối quan hệ chung thuộc bản chất của sự vật, hiện tượng tạo nên nhận thức mới dưới hình thức khái niệm, định luật, quy tắc.

Khái quát hóa được thực hiện nhờ trừu tượng hóa, nghĩa là tách các dấuhiệu, các mối liên hệ chung và bản chất khỏi sự vật, hiện tượng riêng lẻ cũngnhư phân biệt cái gì là không bản chất của sự vật, hiện tượng

Tuy nhiên, trừu tượng hóa chỉ là thành phần của thao tác tư duy kháiquát hóa và không thể tách rời quá trình khái quát hóa

Để hình thành sự khái quát hóa đúng đắn cần lưu ý một số điểm sau:

- Làm biến thiên những dấu hiệu không bản chất của sự vật, hiện tượng khảosát đồng thời giữ không đổi dấu hiệu bản chất

- Chọn sự biến thiên nào hợp lí nhất nhằm nêu bật dấu hiệu bản chất và trừutượng hóa dấu hiệu không bản chất, thứ yếu (biến thiên)

- Sử dụng các dạng khác nhau của cùng một biến thiên

- Cho học sinh tìm dấu hiệu bản chất, dấu hiệu không bản chất và cách thứcbiến thiên.

1.2.6 Phát triển tư duy hóa học cho học sinh

Việc phát triển tư duy cho học sinh trước hết là giúp cho học sinh nắmvững kiến thức, biết vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập và thực hành qua

đó mà kiến thức học sinh thu nhận được trở nên vững chắc và sinh động hơn.Học sinh chỉ thực sự lĩnh hội được tri thức khi tư duy của họ được phát triển

và nhờ sự hướng dẫn của giáo viên mà học sinh biết phân tích, khái quát tàiliệu có nội dung sự kiện cụ thể và rút ra những kết luận cần thiết

Tư duy càng phát triển thì càng có nhiều khả năng lĩnh hội tri thức mộtcách nhanh chóng, sâu sắc và khả năng vận dụng tri thức càng linh hoạt, cóhiệu quả hơn Như vậy, sự phát triển tư duy của học sinh 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 phương pháp chuẩn bị lâu dài cho học sinh hoạt động sáng tạo sau này Do đó hoạt động giảng dạy môn hóa

học cần phải tập luyện cho học sinh khả năng tư duy sáng tạo qua các khâucủa quá trình dạy học Từ hoạt động dạy học trên lớp thông qua hệ thống câuhỏi, bài tập mà giáo viên điều khiển hoạt động nhận thức của học sinh để giảiquyết vấn đề học tập được đưa ra Học sinh tham gia vào vấn đề này một cáchtích cực sẽ nắm được cả kiến thức và phương pháp nhận thức đồng thời cácthao tác tư duy cũng được rèn luyện

Dấu hiệu đánh giá tư duy phát triển:

- Có khả năng tự lực chuyển các tri thức, kĩ năng sang một tình huống mới:Trong quá trình học tập, học sinh đều phải giải quyết những vấn đề đòi hỏiliên tưởng đến những kiến thức đã học trước đó Nếu học sinh độc lậpchuyển tải tri thức vào tình huống mới thì chứng tỏ đã có biểu hiện tư duyphát triển

- Tái hiện nhanh chóng các kiến thức, các mối quan hệ cần thiết để giải quyếtbài toán đó Thiết lập nhanh chóng các mối quan hệ bản chất giữa các sựvật, hiện tượng.

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

- Có khả năng áp dụng kiến thức vào thực tế Để có thể giải quyết tốt các bàitoán đòi hỏi học sinh phải có sự định hướng tốt, biết phân tích, suy đoán vàvận dụng các thao tác tư duy để tìm cách áp dụng thích hợp, cuối cùng là tổchức thực hiện một cách có hiệu quả

Rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hiện các thao tác tư duy:

Các thao tác tư duy diễn ra trong đầu học sinh nên giáo viên không quansát được mà uốn nắn trực tiếp Mặt khác, học sinh cũng không quan sát đượchành động trí tuệ của giáo viên mà bắt chước Bởi vậy, giáo viên có thể sửdụng những cơ sở định hướng sau để giúp học sinh có thể tự lực thực hiệnnhững thao tác tư duy đó:

- Tổ chức quá trình học tập sao cho ở từng giai đoạn, xuất hiện những tìnhhuống bắt buộc học sinh phải thực hiện các thao tác tư duy và hành độngnhận thức mới có thể giải quyết được vấn đề và hoàn thành nhiệm vụ học tập

- Đưa ra những câu hỏi định hướng cho học sinh tìm những thao tác tư duyhay phương pháp suy luận hành động trí tuệ thích hợp

- Phân tích câu trả lời của học sinh, chỉ ra chỗ sai của họ trong khi thực hiệncác thao tác tư duy và hướng dẫn cách sửa chữa

- Giúp học sinh khái quát hóa kinh nghiệm thực hiện các suy luận logic dướidạng những nguyên tắc đơn giản

Để đảm bảo nhiệm vụ phát triển các phẩm chất và năng lực trí tuệ chohọc sinh đặc biệt là năng lực tư duy độc lập, sáng tạo thì trong dạy học hóa

học việc xây dựng và sử dụng các bài tập hóa học theo hướng phát triển tưduy cho học sinh là một trong các phương pháp hiệu quả nhất.

1.3.2 Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học [6]

Việc dạy học không thể thiếu bài tập Sử dụng bài tập để luyện tập làmột biện pháp hết sức quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học

Bài tập hóa học có những ý nghĩa, tác dụng to lớn về nhiều mặt

1.3.2.1 Ý nghĩa trí dục

- Làm chính xác hóa các khái niệm hóa học Củng cố, đào sâu và mở rộngkiến thức một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn Chỉ khi vận dụngđược các kiến thức vào việc giải bài tập, học sinh mới nắm được kiến thứcmột cách sâu sắc

- Ôn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách tích cực nhất Thực tế cho thấyhọc sinh chỉ thích giải bài tập trong giờ ôn tập

- Rèn luyện các kĩ năng hóa học như cân bằng phương trình phản ứng, tínhtoán theo công thức hóa học và phương trình hóa học…Nếu là bài tậpthực nghiệm sẽ rèn các kĩ năng thực hành, góp phần vào việc giáo dục kĩthuật tổng hợp cho học sinh

- Rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, lao độngsản xuất và bảo vệ môi trường

- Rèn luyện kĩ năng sử dụng ngôn ngữ hóa học và các thao tác tư duy

- Bài tập hóa học còn là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của họcsinh một cách chính xác.

1.3.3 Mối quan hệ giữa bài tập hóa học và việc phát triển tư duy cho học

sinh

Trong học tập hóa học, hoạt động giải bài tập hóa học là một trong cáchoạt động chủ yếu để phát triển tư duy cho học sinh Vì vậy giáo viên cầnphải tạo điều kiện để học sinh tham gia thường xuyên, tích cực hoạt động này.Qua đó mà năng lực trí tuệ được phát triển, học sinh sẽ có được những sảnphẩm tư duy mới

Thông qua hoạt động giải bài tập hóa học mà các thao tác tư duy thườngxuyên được rèn luyện, năng lực quan sát, trí nhớ, óc tưởng tượng, năng lựcđộc lập suy nghĩ của học sinh không ngừng được nâng cao, họ biết đánh giá,nhận xét đúng và cuối cùng tư duy được rèn luyện, phát triển thường xuyên

Để thực hiện được nhiệm vụ phát triển năng lực tư duy qua hoạt động giải bàitập hóa học giáo viên cần ý thức đây là phương tiện hiệu nghiệm để rèn luyện,phát triển tư duy cho học sinh Vì vậy cần xây dựng, lựa chọn các bài tập tiêubiểu và thông qua quá trình giải để hướng dẫn cho học sinh cách tư duy, sửdụng các thao tác tư duy trong việc vận dụng kiến thức hóa học vào việc giảiquyết yêu cầu của bài toán

1.3.4 Một số phương pháp giải bài toán hóa học ở THPT

1.3.3.1 Nhóm các phương pháp bảo toàn

a) Phương pháp bảo toàn điện tích

- Cơ sở của phương pháp:

Tổng điện tích dương luôn luôn bằng tổng điện tích âm về giá trị tuyệtđối Vì thế dung dịch luôn luôn trung hòa về điện

b) Phương pháp bảo toàn khối lượng

- Cơ sở của phương pháp:

3

+ Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các sản phẩm bằngtổng khối lượng của các chất phản ứng.

Xét phản ứng: A + B → C + D

Luôn có: mA + mB = mC + mD

+ Khi cô cạn dung dịch thì khối lượng hỗn hợp muối thu được bằng tổngkhối lượng của các cation kim loại và anion gốc axit: mmuối = mcation + manion

- Lưu ý: Điều quan trọng nhất khi áp dụng phương pháp này đó là việc

phải xác định đúng lượng chất (khối lượng) tham gia phản ứng và tạo thành(có chú ý đến các chất kết tủa, bay hơi, đặc biệt là khối lượng dung dịch)

- Đánh giá phương pháp bảo toàn khối lượng:

+ Phương pháp bảo toàn khối lượng cho phép giải nhanh được nhiều bàitoán khi biết quan hệ về khối lượng của các chất trước và sau phản ứng

+ Đặc biệt, khi chưa biết rõ phản ứng xảy ra là hoàn toàn hay khônghoàn toàn thì việc sử dụng phương pháp này càng giúp đơn giản hóa bài toán.+ Phương pháp bảo toàn khối lượng thường được sử dụng trong các bàitoán hỗn hợp nhiều chất

- Ví dụ áp dụng:

Khử m gam hỗn hợp X gồm các oxit CuO, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 bằngkhí CO ở nhiệt độ cao, người ta thu được 40 gam hỗn hợp chất rắn Y và 13,2gam khí CO2 Xác định giá trị của m?

c) Phương pháp bảo toàn nguyên tố

- Cơ sở của phương pháp:

Trong các phản ứng hóa học thông thường, các nguyên tố luôn được bảotoàn (tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kì trước và sau phảnứng là luôn luôn bằng nhau).

- Lưu ý:

+ Điểm mấu chốt của phương pháp là phải xác định được đúng các hợpphần có chứa nguyên tố X ở trước và sau phản ứng, áp dụng định luật bảotoàn nguyên tố với X để rút ra mối quan hệ giữa các hợp phần → kết luậncần thiết

+ Để áp dụng tốt phương pháp này nên viết sơ đồ phản ứng (sơ đồ hợpthức, có chú ý hệ số) biểu diễn các biến đổi cơ bản của các nguyên tố quantâm

nNO = nHNO 3n Fe(NO3 )3

d) Phương pháp bảo toàn electron

- Cơ sở của phương pháp:

Trong quá trình phản ứng: Số e nhường = số e thu



3

hoặc Số mol e nhường = số mol e thu

- Lưu ý: Khi áp dụng phương pháp bảo toàn electron thì điều quan trọng nhất

là nhận định đúng trạng thái đầu và trạng thái cuối cùng của các chất oxi

hóa và chất khử (trước và sau quá trình phản ứng), không cần tới các phươngtrình phản ứng cũng như các sản phẩm trung gian.

- Ví dụ áp dụng:

Nung m gam bột sắt trong oxi không khí, thu được 3 gam hỗn hợp chấtrắn X Hòa tan hết X trong dung dịch HNO3 (dư), thoát ra 0,56 lít khí NO(sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) Tìm giá trị của m?

- Biện luận theo hóa trị hay số oxi hóa

- Biện luận theo nguyên tử khối hay phân tử khối của chất

- Biện luận theo quy luật của phản ứng

- Biện luận theo tính chất của chất

- Biện luận theo khối lượng chất

b) Ví dụ áp dụng

Nhiệt phân hoàn toàn 9,4g muối nitrat của kim loại tới phản ứng hoàntoàn thấy còn lại 4g chất rắn Xác định kim loại, biết rằng kim loại có trongdãy điện hóa của kim loại

Giải: Khi nhiệt phân muối nitrat của kim loại thì có 3 trường hợp xảy ra

phụ thuộc vào vị trí của kim loại trong dãy điện hóa của kim loại

1) Muối nitrat của kim loại đứng trước Mg trong dãy điện hóa:

1.3.3.3 Phương pháp tăng giảm khối lượng

a) Cơ sở của phương pháp

Khi chuyển: A → B (có thể qua nhiều giai đoạn trung gian) thì khốilượng các chất có thể tăng hoặc giảm do các chất khác nhau có khối lượng

0

mol khác nhau Dựa vào dữ kiện bài cho và dựa vào tỉ lệ mol các chất trongphương trình hóa học ta tính được lượng chất tham gia hay tạo thành sau phảnứng.

Lưu ý: Cần xác định đúng mối liên hệ tỉ lệ mol giữa các chất đã biết

(chất A) với chất cần xác định (chất Y) (có thể không cần thiết phải viếtphương trình phản ứng mà chỉ cần lập sơ đồ chuyển hóa giữa hai chất này,

nhưng phải dựa vào ĐLBT nguyên tố để xác định tỉ lệ mol giữa chúng).

b) Ví dụ áp dụng

Cho m gam hỗn hợp bột Zn và Fe vào lượng dư dung dịch CuSO4 Sau khikết thúc các phản ứng, lọc bỏ phần dung dịch thu được m gam bột rắn Tínhthành phần phần trăm theo khối lượng của Zn trong hỗn hợp bột ban đầu?

Giải:

Gọi x, y lần lượt là số mol của Zn và Fe trong m gam hỗn hợp

Phản ứng:

Sau phản ứng: Khối lượng kim loại không đổi

1.3.3.4 Phương pháp qui đổi

a) Cơ sở khoa học của phương pháp

Quy đổi là một phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa bài toán banđầu là một hỗn hợp phức tạp về dạng đơn giản hơn, qua đó làm cho các phéptính trở nên dễ dàng, thuận tiện

Dù tiến hành quy đổi theo hướng nào thì cũng phải tuân thủ hai nguyêntắc sau:

- Bảo toàn nguyên tố, tức tổng số mol mỗi nguyên tố ở hỗn hợp đầu và hỗn hợp mới phải như nhau.

- Bảo toàn số oxi hóa, tức tổng số oxi hóa của các nguyên tố trong hai hỗn hợp là như nhau.

b) Các hướng quy đổi và chú ý

(1) Một bài toán có thể có nhiều hướng quy đổi khác nhau, trong đó có 3 hướngchính:

* Quy đổi phân tử:

- Quy đổi hỗn hợp nhiều chất thành hỗn hợp ít chất hơn hoặc chỉ có một

* Quy đổi hỗn hợp nhiều chất về các nguyên tử tương ứng:

Thông thường gặp bài toán hỗn hợp nhiều chất nhưng về bản chất chỉgồm 2 (hoặc 3) nguyên tố Do đó, có thể quy đổi thẳng hỗn hợp đầu về hỗnhợp chỉ gồm 2 (hoặc 3) chất là các nguyên tử tương ứng

Thí dụ: (Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3) (Fe, O)

(Fe, FeS, FeS2, Cu, CuS, Cu2S, S) (Fe, Cu, S)

* Quy đổi tác nhân oxi hóa trong phản ứng oxi hóa- khử:

Với những bài toán trải qua nhiều giai đoạn oxi hóa khác nhau bởinhững chất oxi hóa khác nhau, ta có thể quy đổi vai trò oxi hóa của chất oxihóa này cho chất oxi hóa kia để bài toán trở nên đơn giản hơn

Khi thực hiện phép quy đổi phải đảm bảo:

- Số electron nhường, nhận là không đổi (ĐLBT electron).

- Do sự thay đổi tác nhân oxi hóa → có sự thay đổi sản phẩm cho phù

Thí dụ: Quá trình oxi hóa hoàn toàn Fe thành Fe3+

Ở đây, vì trạng thái đầu (Fe) và trạng thái cuối (Fe3+) ở hai quá trình lànhư nhau, ta có thể quy đổi hai tác nhân oxi hóa O2 và HNO3 thành một tácnhân duy nhất là O2

(2) Do việc quy đổi nên trong một số trường hợp số mol một chất có thể có giátrị âm để tổng số mol mỗi nguyên tố là không đổi (bảo toàn)

(3) Trong quá trình làm bài ta thường kết hợp sử dụng các phương pháp bảo toànkhối lượng, bảo toàn nguyên tố và bảo toàn electron, kết hợp với việc sơ

đồ hóa bài toán, qua đó rút ngắn thời gian làm bài

(4) Phương án quy đổi tốt nhất, có tính khái quát cao nhất là quy đổi thẳng

về các nguyên tử tương ứng Đây là phương án cho lời giải nhanh, gọn và dễhiểu, biểu thị đúng bản chất hóa học

c) Ví dụ áp dụng

Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3,0 gam hỗn hợp chất rắn X.Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 (dư), thoát ra 0,56 lít NO (sảnphẩm khử duy nhất, ở đktc) Tính m?

(Một hướng quy đổi hồn hợp về hỗn hợp hai hoặc chỉ một chất)

Theo bảo toàn khối lượng: 56x + 160y = 3,0 (1)

Theo bảo toàn electron: 3x =

0,075

⇒

x = 0,025mol (2)

(Quy đổi hỗn hợp nhiều chất về các nguyên tử tương ứng)

Sơ đồ hóa bài toán:

2-y mol →22-y mol

Cách 3: Quy đổi tác nhân oxi hóa:

Thay vai trò oxi hóa của HNO3 bằng [O], ta có:

1.3.3.5 Phương pháp sử dụng phương trình ion – electron

a Cơ sở của phương pháp

2 3

2 3

- Dựa vào phương trình ion thu gọn (thường dùng cho phản ứng trao đổi).

- Hoặc dựa vào bán phản ứng oxi hóa - khử (Khi viết phải viết dạng tồn tại

của nguyên tố, không viết ion riêng như khi áp dụng phương pháp bảo

toàn electron).

(Nếu bài tập có thể dùng phương pháp bảo toàn electron để giải thì nêndùng luôn phương pháp bảo toàn electron).

b) Ví dụ áp dụng

Cho 7,84 lít CO2 (đktc) hấp thụ vào 1 lít dung dịch X chứa NaOH 0,2M

và Ca(OH)2 0,1M Tính khối lượng kết tủa thu được?

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC CHƯƠNG CROM – SẮT – ĐỒNG (LỚP 12 NÂNG CAO)

NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY CHO HỌC SINH 2.1 Nội dung kiến thức và mục tiêu của chương “Crom – Sắt – Đồng” lớp

12 nâng cao

2.1.1 Nội dung kiến thức chương “Crom – Sắt – Đồng” lớp 12 nâng cao

Nội dung kiến thức trong chương được cấu trúc thành các bài học sau:

- Bài 44 Sơ lược về một số kim loại khác

- Bài 45 Luyện tập: Tính chất của crom, sắt và những hợp chất của chúng

- Bài 46 Luyện tập: Tính chất của đồng và hợp chất của đồng Sơ lược về các kim loại Ag, Au, Ni, Zn, Sn, Pb

- Bài 47 Bài thực hành số 7: Tính chất hóa học của crom, sắt, đồng và

những hợp chất của chúng

Đây là các kim loại nhóm B và có nhiều ứng dụng trong thực tiễn Sựnghiên cứu các kim loại cũng yêu cầu học sinh biết vị trí, cấu hình electronnguyên tử và sự tạo thành các trạng thái oxi hóa của crom, sắt, đồng và hiểuđược những tính chất và phương pháp điều chế các kim loại cũng như các hợpchất quan trọng của chúng Trong chương này còn giới thiệu cho học sinh biết

vị trí, cấu tạo nguyên tử, tính chất, ứng dụng và điều chế của các kim loại bạc,vàng, niken, kẽm, thiếc, chì

2.1.2 Mục tiêu của chương [2]

- Sự xuất hiện các trạng thái oxi hóa

- Tính chất lí hóa học của một số đơn chất và hợp chất

- Sản xuất và ứng dụng của một số kim loại chuyển tiếp quan trọng

- Biết yêu quý và bảo vệ tài nguyên, khoáng sản

- Có ý thức vận dụng những kiến thức hóa học để khai thác, giữ gìn vàbảo vệ môi trường

2.1.3 Vai trò của chương

Những kiến thức trong chương là phong phú, gần gũi và hấp dẫn họcsinh:

- Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo nguyên tử của các kim loại chuyển tiếp,đặc biệt là các kim loại có nhiều ứng dụng như crom, sắt, đồng

- Sự hình thành các trạng thái oxi hóa của các nguyên tố nghiên cứu

- Tính chất lí, hóa học, sản xuất và ứng dụng của các đơn chất và hợp chất trong đời sống và trong kĩ thuật

- Ngoài các kim loại crom, sắt và đồng, một số kim loại chuyển tiếp quantrọng khác như bạc, vàng, niken, kẽm, thiếc, chì cũng được nghiên cứu sơlược.

2.2 Xây dựng hệ thống bài tập hóa học chương “Crom - Sắt - Đồng” (lớp 12 nâng cao) nhằm phát triển tư duy cho học sinh

2.2.1 Phương hướng chung

Một thực trạng khá phổ biến của học sinh phổ thông là khi cho một bàitoán hóa học, họ thường nghĩ ngay đến cách giải theo phương pháp đại số(đây là phương pháp ít mang bản chất hóa học); nhiều học sinh làm ra kết quảchính xác nhưng lại không bao giờ tự đặt ra câu hỏi quá trình làm bài tập nàyphải đi như thế nào, phương pháp đã áp dụng để làm bài tập này là gì và nhiềugiáo viên cũng không chú ý đến việc giúp học sinh nắm vững cơ sở lí thuyếtcủa các phương pháp giải toán hóa học… dẫn đến học sinh không biết hoặcbiết nhưng lại hiểu không đầy đủ, không đúng bản chất, vận dụng khôngnhuần nhuyễn các phương pháp giải toán hóa học đặc trưng, kéo theo đó làhọc sinh gặp nhiều khó khăn trong quá trình tư duy lựa chọn, phối hợp cácphương pháp giải toán hóa học để làm bài Vì thế, trong đề tài này tôi đã lựachọn chương “Crom – Sắt – Đồng” (lớp 12 nâng cao) để xây dựng hệ thốngbài tập hóa học theo các phương pháp giải toán hóa học trong đó chú trọng đisâu vào các phương pháp hay được vận dụng đối với những bài tập thuộcchương này và đưa thêm loại bài tập sơ đồ chuyển hóa, bài tập có nhiều cáchgiải đảm bảo mục đích phát triển tư duy cho học sinh thông qua hệ thống bàitập được xây dựng, lựa chọn

Khi xây dựng hệ thống bài tập tôi luôn chú trọng tới việc đảm bảo các ýnghĩa của bài tập nói chung và ý nghĩa của đề tài nói riêng

Với bài tập về từng phương pháp giải toán hóa học cụ thể tôi có đưa ranhững hướng xây dựng bài tập đảm bảo mục đích đề tài