Nâng cao năng lực nhận thức và phỏt triển tư duy cho học sinh qua hệ thống bài tập có sử dụng sơ đồ, hình vẽ chương NitơPhotpho hoá học 11 nâng cao

Trong thực tế giảng dạy tôi thấy rằng ở nhiều chơng, bài trong chơng trình phổ thông nên sử dụng bài tập có hình vẽ hoặc sơ đồ để giúp học sinh nâng cao năng lực nhận thức và phát triển

A Mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

Ở trờng phổ thông trong quá trình dạy học, nhiệm vụ quan trọng của giáo dục là phát triển năng lực nhận thức, t duy cho học sinh Hoá học là môn khoa học thực nghiệm và lí thuyết, vì thế bên cạnh việc nắm vững lí thuyết, ngời học còn phải biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo kiến thức thu đợc thông qua hoạt động thực nghiệm, thực hành và giải bài tập Việc giải bài tập hoá học không những giúp rèn luyện kĩ năng vận dụng, đào sâu, mở rộng kiến thức đã học mà còn có tác dụng phát triển năng lực t duy tích cực, độc lập sáng tạo

Hiện nay việc nghiên cứu về BTHH đã đợc nhiều tác giả quan tâm vì thế chúng ta có đợc một hệ thống bài tập rất phong phú và đa dạng, có nhiều bài có nội dung rất hay song dạng bài tập có sử dụng hình vẽ hoặc sơ đồ tôi cha thấy các tác giả đề cập nhiều hoặc nếu có thì cha đợc nghiên cứu một cách có hệ thống theo từng bài, từng chơng trong chơng trình phổ thông, số bài tập dạng này trong sách giáo khoa và các sách tham khảo cha nhiều Trong thực tế giảng dạy tôi thấy rằng ở nhiều chơng, bài trong chơng trình phổ thông nên sử dụng bài tập

có hình vẽ hoặc sơ đồ để giúp học sinh nâng cao năng lực nhận thức và phát triển t duy hoá học Khi dạy bài truyền thụ kiến thức, hoàn thiện kiến thức hoặc luyện tập, ôn tập, kiểm tra, đánh giá tôi có sử dụng bài tập có hình vẽ hoặc sơ đồ một cách hợp lí theo hớng dạy học tích cực tôi thấy tiết học rất hiệu quả Bởi lẽ, những bài tập đó đã giúp học sinh tiếp thu bài và lĩnh hội tri thức một cách dễ dàng, hơn nữa nó còn giúp Học sinh rèn luyện đợc một số năng lực quan trọng

nh : quan sát, phân tích, khái quát hoá và rèn luyện kĩ năng hoá học

Với tất cả những lí do trên tôi đã lựa chọn đề tài: “Nâng cao năng lực nhận thức và phỏt triển t duy cho học sinh qua hệ thống bài tập có sử dụng sơ

đồ, hình vẽ chơng Nitơ-Photpho- hoá học 11 nâng cao”

2 Mục đớch nghiờn cứu

- Bổ sung thờm dạng bài tập để bồi dưỡng học sinh giỏi và ụn thi Đại học-cao đẳng

- Giúp học sinh tiếp thu bài và lĩnh hội tri thức một cách dễ dàng v à đầy hứng thỳ

- Giúp học sinh nâng cao năng lực nhận thức và phát triển t duy hoá học tích cực, độc lập sáng tạo

3 Phương phỏp nghiờn cứu

a Nghiên cứu lý luận

- Phân tích các tài liệu lí luận liên quan tới đề tài

b Nghiên cứu thực tiễn

- Quan sát quá trình dạy học

c Nghiên cứu tài liệu SGK và SBT Hoá học lớp 11 nâng cao

- Nghiên cứu nội dung và mục tiêu của chơng Nitơ-photpho

1

- Thống kê số lợng bài tập có sử dụng sơ đồ, hình vẽ chơng Nitơ-photpho

d Xây dựng hệ thống bài tập sử dụng sơ đồ, hình vẽ chơng Nitơ-photpho lớp 11 nâng cao

d Thiết kế kế hoạch dạy học và đề xuất phơng pháp sử dụng các bài tập

đó ở các bài trong chơng Nitơ-photpho một cách cụ thể và rõ ràng.

4 Đối tượng nghiờn cứu

Hệ thống bài tập có sử dụng đồ thị, sơ đồ, hình vẽ nhằm rèn luyện năng lực

nhận thức và tư duy cho học sinh lớp 11 (chơng Nitơ-Photpho- hoá học 11 –

nâng cao)

2

B Nội dung nghiấN CỨU

1 Cơ sở lý luận

a Sự phát triển năng lực nhận thức cho học sinh

Năng lực nhận thức, năng lực trí tuệ đợc phát triển khi và chỉ khi t duy đợc phát triển Hình thành và phát triển năng lực nhận thức đợc thực hiện từ việc rèn luyện năng lực quan sát, phát triển trí nhớ và tởng tợng, trau dồi ngôn ngữ, nắm vững các kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, phơng pháp nhận thức.Vì vậy trong quá trình dạy học ngời GV cần phải dạy cho HS biết cách lập kế hoạch làm việc, phân tích các yêu cầu của nhiệm vụ học tập và đề ra phơng pháp giải quyết vấn

đề một cách hợp lý, sáng tạo, có nh thế mới có thể giúp học sinh phát triển năng lực nhận thức một cách đầy đủ và trọn vẹn

b Sự phát triển t duy trong dạy học hoá học.

Thông qua hệ thống câu hỏi, bài tập trên lớp mà GV điều khiển hoạt

động nhận thức của HS để giải quyết các vấn đề học tập đợc đa ra HS tham gia vào các hoạt động này một cách tích cực sẽ nắm đợc các kiến thức và phơng pháp nhận thức đồng thời các thao tác t duy cũng đợc rèn luyện.Thông qua các hoạt động này tạo điều kiện tốt nhất để phát triển năng lực trí tuệ, năng lực hành

động cho HS

c Vai trò của bài tập hóa học trong hoạt động nhận thức của học sinh

Việc dạy học không thể thiếu bài tập, sử dụng bài tập là một biện pháp hết sức quan trọng để nâng cao chất lợng dạy học Bài tập hoá học có những ý nghĩa, tác dụng to lớn về nhiều mặt( trí dục ,giáo dục và phát triển)

BT HH vừa là mục tiờu, vừa là mục đớch, vừa là nội dung, vừa là PP DH hữu hiệu do vậy cần được quan tõm, chỳ trọng trong cỏc bài học Nú cung cấp cho HS khụng những kiến thức, niềm say mờ bộ mụn mà cũn giỳp HS con đường giành lấy kiến thức, phỏt triển năng lực nhận thức, rốn luyện trớ thụng minh sỏng tạo trong học tập cho HS thụng qua việc HS tự chọn một cỏch giải độc đỏo, hiệu quả với những

bài tập cú nhiều cỏch giải Đó là bước đệm cho quỏ trỡnh nghiờn cứu khoa học, hỡnh thành phỏt triển cú hiệu quả trong hoạt động nhận thức của HS

Hiện nay, việc sử dụng bài tập sơ đồ, hình vẽ trong việc kiểm tra đánh giá còn hạn chế, chiếm tỉ lệ rất nhỏ trong các bài kiểm tra giữa kì, học kì, kì thi tốt nghiệp , Đại học Vì vậy việc tăng cờng các bài tập sơ đồ, hình vẽ trong việc kiểm tra đánh giá là thc sự rất cần thiết tạo nên sự đa dạng phong phú cho các bài tập và tăng cờng khả năng t duy cho HS

2 Cơ sở thực tiễn

a Khú khăn

- Phần nhiều Giáo viên cũng ý thức đợc rằng bài tập có sử dụng sơ đồ và

3

hình vẽ có ý nghĩa và tầm quan trọng trong việc nhận thức và phát triển về t duy hoá học học giỳp học sinh tiếp thu bài rất tốt và có hứng thú khi học hơn nhng khụng l mà được,vỡ để xây dựng bài tập có sử dụng hình vẽ, sơ đồ Giáo viên phải biết sử dụng các phần mềm sau:

* Phần mềm Microsoft Word: để nâng cao hiệu quả xử lý văn bản

* Phần mềm biểu diễn kí hiệu hoá học, công thức hoá học.

* Phần mềm vẽ dụng cụ thí nghiệm

Vỡ thế nếu GV sử dụng cỏc phần mềm trờn khụng thành thạo thỡ việc xây dựng bài tập có sử dụng hình vẽ v sơ đồ mất khá nhiều thời gian.à

- Học sinh không quan tâm nhiều đến kĩ năng thực hành hoá học cũng nh

việc sử dụng linh hoạt việc thay thế hoá chất khác khi các hoá chất ở trong sách giáo khoa có giới thiệu nhng trong phòng thí nghiệm không có sẵn để điều chế, hoặc là thay thế bộ dụng cụ khỏc để làm thớ nghiệm Chính vì thế học sinh ít có cơ hội để rèn luyện năng lực nhận thức và phát triển t duy hoá học

b Thuận lợi

- Sử dụng bài tập hóa học có sử dụng sơ đồ, hình vẽ để tổ chức các hoạt

động của học sinh có tác dụng phát triển năng lực quan sát, t duy trừu tợng và khả năng vận dụng linh hoạt kiến thức một cách tổng hợp

- Bài tập hình vẽ rất trực quan sinh động, giúp các em HS dễ hình dung khi không có điều kiện làm thực nghiệm và hình thành kĩ năng hoá học

- Sử dụng bài tập hóa học có sử dụng sơ đồ, hình vẽ giúp HS hiểu bản chất của các hiện tợng, các quá trình hóa học

* Hạn chế

Nếu quá lạm dụng bài tập hóa học có sử dụng sơ đồ, hình vẽ có thể gây phản tác dụng với học sinh

3 Cỏc giải phỏp tiến hành

Ngời giáo viên đầy tâm huyết và luôn trăn trở một điều là làm thế nào để học sinh dễ hiểu bài thì ngoài việc thiết kế bài giảng chu đáo thì họ còn phải chuẩn bị chu đáo về khâu phơng tiện dạy học- phải có nhiều phơng án khác nhau Nghĩa là đã là bài giảng có liên quan đến thí nghiệm hoá học thì nhất thiết giáo viên phải chuẩn bị thí nghiệm thực hoặc ở trờng có sẵn máy chiếu đa năng thì Giáo viên chuẩn bị thí nghiệm ảo(có thể download trên mạng internet hoặc tự làm) hoặc nếu trờng hợp Giáo viên không đợc phép tiếp xúc nhiều với hoá chất hay do máy móc ở trờng hỏng thì giáo viên cũng nên chuẩn bị hình vẽ mô tả thí nghiệm (phóng to) Các bài tập tôi xây dựng dới đây (đều là những bài trong SGK khụng cú giới thiệu sơ đồ, hỡnh vẽ ) có thể triển khai theo các phơng án trên và đợc sử dụng trong các tiết học, phần học có đặc thù nh sau:

a Dùng trong dạy học truyền thụ kiến thức mới.

Bài tập sơ đồ, hình vẽ đợc sử dụng trong nghiên cứu tài liệu mới thờng là những bài tập sử dụng các tình huống có vấn đề Với những kiến thức đã có,

ng-4

ời học thờng cha giải đợc hoặc mới chỉ giải đợc một phần của bài tập, thường là dạng bài đưa một thí nghiệm có thể đợc sử dụng để học sinh nghiên cứu, tìm hiểu kiến thức mới, nghiên cứu tính chất của các chất

Ví dụ 1: Khi dạy phần điều chế amoniac trong bài amoniac và muối amoni cú thể chiếu slide (hỡnh vẽ 2.6 SGK)mụ tả qui trỡnh tổng hợp NH3 để HS theo dừi Sau đú để phỏt huy tớnh tớch cực nhận thức và tư duy cho HS tụi đó đưa ra hệ thống cõu hỏi sau:

1 Quá trình tạo NH3 trong tháp tổng hợp (phản ứng hóa học, điều kiện phản ứng)

2 Điền kí hiệu các chất theo mũi tên chỉ trong sơ đồ khi đi qua các tháp

3 Các nguyên tắc kĩ thuật đợc áp dụng trong quá trình tổng hợp NH3 trong công nghiệp

4 Vì sao ngời ta sử dụng Fe làm xúc tác cho quá trình tổng hợp NH3 mà không dùng các kim loại khác cũng có khả năng xúc tác cho phản ứng này?

5 Muốn hiệu suất quỏ trỡnh tạo sản phẩm NH3 cao thỡ phải thay đổi yếu tố nhiệt độ và ỏp suất như thế nào?

6 Hỗn hợp N2, H2 cha phản ứng đợc đa trở lại tháp tổng hợp nhằm mục đích gì?

Đa số cỏc phần trong SGK nếu cú hỡnh vẽ và nội dung kiến thức khú nắm bắt tụi đều sử dụng hệ thống cõu hỏi để HS nghiờn cứu tài liệu và trả lời tương

tự như thớ dụ trờn

Vớ dụ 2 :Khi dạy phần điều chế HNO3 trong cụng nghiệp để HS hỡnh dung được qui trỡnh điều chế HNO3 cũng như nắm bắt được cỏc giai đoạn trong quỏ trỡnh sản xuất HNO3 và hiểu tường tận cỏc nguyờn tắc kĩ thuật đó được ỏp dụng Tụi đó đưa ra sơ đồ sau kốm theo cỏc cõu hỏi để HS nghiờn cứu bài mới

Quan sát sơ đồ thiết bị tổng hợp HNO3 trong công nghiệp cho biết:

Hình 1

1.Quá trình tạo HNO3 trong tháp tổng hợp (phản ứng hóa học, điều kiện phản ứng)

2.Các nguyên tắc kĩ thuật đợc áp dụng trong quá trình tổng hợp

5

HNO3 là những nguyên tắc gỡ ?.

Khi dạy học truyền thụ kiến thức mới tôi đã sử dụng các bài tập sau: Bài tập 1, 2, 7, 11, 12 trong hệ thống bài tập mà đề tài đưa ra (phần B, mục 4).

b Dùng trong dạy học hoàn thiện kiến thức , kỹ năng thực hành.

Các bài tập sơ đồ, hình vẽ không chỉ nhằm tái hiện kiến thức cho học sinh

mà quan trọng hơn là cần giúp cho học sinh biết sử dụng linh hoạt, phối hợp các kiến thức với nhau một cách nhuần nhuyễn khi giải bài tập Từ việc giải các bài tập đồ thị, sơ đồ, hình vẽ học sinh sẽ nhớ, hiểu các kiến thức đã học và bớc đầu biết vận dụng kiến thức đợc học để giải bài tập từ đó giải quyết tình huống thực tiễn

Bài tập cú sử dụng sơ đồ, hỡnh vẽ giúp HS hình thành kĩ năng ghi nhớ, tái hiện kiến thức và rèn các thao tác t duy hoỏ học

Vi d ụ1 :Trong PTN, để điều chế NH3 ngời ta dùng hỗn hợp NH4Cl rắn và CaO rắn và tiến hành thí nghiệm đợc mô tả nh hình vẽ

Hình 2

1 Viết phơng trình phản ứng điều chế NH3

2 Hình vẽ trờn mô tả cách thu khí NH3 bằng phơng pháp đẩy không khí,

có thể thu khí NH3 bằng phơng pháp đẩy nớc đợc không ?Vì sao ?

3 Muốn thu khí NH3 khô, ngời ta cho khí qua bình rửa khí chứa chất nào ?

4 Lắp ống dẫn khí NH3 qua các bình đựng : H2O có nhỏ phenolphtalein,

dd NaCl, dd AlCl3, dd CuCl2 Cho biết hiện tợng xảy ra ở mỗi bình.Giải thích? Viết phơng trình hoá học

5 Vì sao cần trộn thêm CaO với NH4Cl rồi nung nóng để điều chế NH3

mà không dùng riêng muối NH4Cl ?

Vi d ụ 2 Sau khi dạy xong phần điều chế N2 trong PTN để hoàn thiện kiến thức

và kĩ năng thực hành tụi đó đưa ra 2 bài tập sau :

B i 1à .Để tách N2 tinh khiết khỏi hỗn hợp khí: N2, NH3, O2, CO2 ta sử dụng hệ thống thiết bị trong hình vẽ dới đây, cùng với các hoá chất : dd H2SO4 loãng, P trắng, dd Ca(OH)2

6

khí NH

3

Quỳ tím ẩm

NH

B

hỗn hợp khí

(Hình 3) Hãy điền các hoá chất có trong các dụng cụ: (A), (B), (C) và các chất đi ra

khỏi các dụng cụ đó

B i 2à Hãy điền ghi chú cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế và thu khí N2

(trong PTN) sau:

Hình 4

1.Xác định các chất A,B,C

2.Vì sao người ta thu khí N2 bằng phương pháp đẩy nước ?

3.Bộ dụng cụ này có thể dùng để điều chế khí nào trong các khí sau: CO,

Cl2, H2, CO2; NO2 ?Vì sao?

4.Bộ dụng cụ này có thể dùng để điều chế và thu khí NH3 được không?vì sao?

Hãy vẽ bộ dụng cụ khỏc dùng để điều chế và thu khí NH3 từ dung dịch

NH3

Vớ dụ 3:Khi dạy bài luyện tập chương GV đưa ra cỏc bài tập sau để giỳp HS

hoàn thành kiến thức và kĩ năng thực hành:

B i 1à Các hình vẽ sau mô tả cách thu khí thờng đợc sử dụng khi điều chế và

thu khí trong phòng thí nghiệm

Hình 5

A B C

Hãy cho biết các cách mô tả nh ở hình vẽ ở trên có thể áp dụng để thu đợc những khí nào trong số các khí: H2, O2, N2, Cl2, NH3, CO2, HCl, SO2

Bài 2 Để điều chế và thu một số khí tinh khiết ta lắp dụng cụ (hình 6)

7

B

C A

A

B

E

C

D

F

E Bông tẩm NaOH

Hình 6

+ Phễu A : Chất lỏng hoặc dung dịch

+ Bình B : chất rắn hoặc dung dịch

+ Bình C : Chất lỏng hoặc dung dịch

+ Bình D : chất rắn hoặc dung dịch

+ Bình E : để thu khí

1.Dụng cụ trên dùng để điều chế và thu được khí nào trong các khí sau:

H2; SO2; NO; NO2; NH3 ?

2.Nếu thu khí NH3; SO2; NO2 tại sao ở miệng bình thu khì lại có bông tẩm dung dịch NaOH ?

3.Đề nghị cách khắc phục ( lắp lại dụng cụ) để điều chế và thu các khí còn lại Giải thích

Khi dạy kiểu bài học hoàn thiện kiến thức, kỹ năng thực hành tôi đã sử dụng các bài tập sau: Bài tập 3, 4, 5, 6, 8, 10 trong hệ thống bài tập mà đề tài đưa ra (phần B, mục 4).

c Dùng trong kiểm tra, đánh giá

Mục đích của việc kiểm tra, đánh giá là kiểm tra việc thực hiện mục tiêu của môn học Đánh giá phải đối chiếu với mục tiêu của lớp, chơng, bài nhằm thu

đợc thông tin phản hồi giúp đánh giá kết quả học tập của học sinh đã đạt đợc mục tiêu đề ra hay cha Từ kết quả của kiểm tra, đánh giá, giáo viên sẽ có nhứng

điều chỉnh thích hợp về nội dung, phơng pháp dạy học nhằm thu đợc kết quả tốt hơn, học sinh cũng sẽ có những điều chỉnh thích hợp về phơng pháp học tập để

có kết quả cao hơn tức là nhớ, hiểu và vận dụng kiến thức tốt hơn

Vớ dụ Có 4 ống nghiệm, mỗi ống đựng 1 trong các chất khí : HCl; NH3; N2; SO2

rồi úp vào các chậu nớc Kết quả đợc mô tả ở hình vẽ sau:

8

A B C D

pH=7 pH=5 pH=10 pH=1

Hình 7

Khí trong ống nghiệm ở hình A, B, C, D lần lượt là:

A HCl, N2, SO2, NH3 B N 2 , SO 2 , NH 3 , HCl.

C N2, HCl, SO2, NH3 D SO2, N2, HCl, NH3

Khi kiểm tra, đỏnh giỏ tôi đã sử dụng các bài tập sau: Bài tập 9, 13, 14,

15 trong hệ thống bài tập mà đề tài đưa ra (phần B, mục 4).

4 Hệ thống bài tập cú sử dụng hỡnh vẽ và sơ đồ chương Ni tơ – photpho húa học lớp 11 – nõng cao

Bài 1 Trong PTN, ngời ta lắp bộ dụng cụ điều chế và thu khí C.Trong đó

bình cầu A đựng chất rắn, phễu B đựng chất lỏng

(Hình 8)

1.Chất khí C nặng hơn hay nhẹ hơn không khí ?

2.Muốn điều chế khí C là NH3 thì cần lắp lại bộ dụng cụ nh thế nào ?(thay

đổi hoá chất trong bình lọc khí nếu cần)chất A, B cần dùng là chất nào ?

- Nêu và giải thích hiện tợng khí khóa K đóng và mở

Bài 2 Có thể tiến hành thí nghiệm NH3 khử CuO bằng dụng cụ đợc mô tả nh

9

C

H 2 SO 4 đặc

K B

Giấy quỳ tím ẩm

A

hình vẽ dới đây:

Hình 9

Quan sát hình vẽ và cho biết :

- Sự biến đổi màu của CuO và sản phẩm thu đợc ở ống nghiệm (2)

- Viết các phơng trình hóa học của các phản ứng hoá học xảy ra trong thí

nghiệm này

Bài 3 Xác định bộ dụng cụ có thể dùng để điều chế NH3 trong PTN trong các bộ dụng cụ dới đây và điền ghi chú các chất trong các dụng cụ của hình vẽ vào bảng

Hình 10 Hình 11 Hình 12

Bài 4 Quan sát và cho biết: bộ dụng cụ dới đây có thể dùng để điều chế và thu

chất nào trong các chất sau: NO2, HNO3, NO, NH3

10

Bông tẩm xút

Bình đựng

n ớc đá

A

B

Hỗn hợp C+D

A

Hỗn hợp C+D

A (1)

(2)