Xây dựng và sử dụng bài tập liên quan đến vấn đề thực tiễn trong dạy học chương “oxi lưu huỳnh”, hóa học 10, chương trình cơ bản theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm nhưng với nhiều học sinh môn hóa học lại được coi như một môn khoa học lý thuyết nhàm chán bởi một số lý do sau: Đối với môn hóa học có những lúc học sinh học các nội dung lý thuyết (tính chất vật lý, tính chất hóa học của một đơn chất hay hợp chất… mà đặc biệt là các thí nghiệm cụ thể) trong sách giáo khoa còn hiện tượng thí nghiệm thực tế xảy ra như thế nào các em không nhìn thấy được. Học sinh ghi nhớ một cách máy móc các phương trình hóa học, đặc biệt ghi nhớ bằng cách học thuộc lòng nên dễ chán và mau quên. Trong hóa học một số khái niệm, định luật... nhiều khi lại rất trừu tượng, khó hiểu, khô cứng làm cho học sinh khó tiếp thu và cảm thấy nhàm chán, nhất là đối với những học sinh có mức độ tư duy không tốt. Tuy nhiên, trong hóa học lại có rất nhiều nội dung có liên quan đến thực tiễn sản xuất, đời sống... nếu người giáo viên có thể tích hợp những nội dung đó trong bài học sẽ góp phần làm cho bài học trở nên thiết thực, sinh động, hấp dẫn... khiến học sinh có thêm yêu thích bộ môn, có thêm động lực tiếp thu bộ môn từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy và học hóa học ở phổ thông. Đặc biệt chương: “Oxi – Lưu huỳnh” – Hóa học 10, chương trình cơ bản có nhiều nội dung liên quan đến các vấn đề thực tiễn như: sự suy giảm tầng ozon, hiện tượng mưa axit… có thể lồng ghép những vấn đề này vào trong bài học để giảm độ khó hiểu cho bài học, giúp học sinh dễ tiếp thu, nâng cao hứng thú học tập cho học sinh. Từ các lý do trên tôi xây dựng sáng kiến: “Xây dựng và sử dụng bài tập liên quan đến vấn đề thực tiễn trong dạy học chương “Oxi Lưu huỳnh”, Hóa học 10, chương trình cơ bản theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh”. Sáng kiến của tôi về mặt hình thức là không mới. Cái mới ở đây là hầu hết các bài tập liên quan đến thực tiễn được đặt trong các tình huống (bài tập tình huống). Đó là những bài tập mà phần giả thiết của bài tập là một bối cảnh hay một tình huống nào đó thực tiễn đòi hỏi người học phải nhận thức và giải quyết. Tình huống xuất phát từ thực tiễn nên có tác dụng kích thích hứng thú học tập; khả năng tìm tòi, sáng tạo của học sinh. Học sinh giải quyết bài tập tình huống cũng là giải quyết vấn đề do đó việc sử dụng bài tập tình huống sẽ có tác dụng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Trong dạy học hóa học, tình huống đưa ra trong các bài tập có thể là một vấn đề trong học tập thực hành, nghiên cứu hóa học; cũng có thể là một hiện tượng trong tự nhiên về thời tiết, môi trường,... trong đó bản chất của vấn đề được đề cập được giải thích bằng kiến thức hóa học (tất nhiên có thể tích hợp với các kiến thức các môn học khác). Mặc dù đã có sự đầu tư cho sáng kiến song vì điều kiện thời gian còn hạn chế, kinh nghiệm giảng dạy còn non trẻ nên các bài tập tình huống vẫn còn nhiều hạn chế rất mong được các Thầy, Cô, bạn bè đồng nghiệp góp ý kiến để sáng kiến được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn

UBND TỈNH HẢI DƯƠNG

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BẢN MÔ TẢ SÁNG KIẾN

Xây dựng và sử dụng bài tập liên quan đến vấn đề thực tiễn trong dạy học chương “Oxi - Lưu huỳnh”, Hóa học 10, chương trình cơ bản theo định

hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

Bộ môn (lĩnh vực): Hóa học

Năm học 2015 – 2016

THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN

1 Tên sáng kiến: Xây dựng và sử dụng bài tập liên quan đến vấn đề thực tiễn trong dạy học chương “Oxi - Lưu huỳnh”, Hóa học 10, chương trình cơ bản theo định

hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

2 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: bộ môn Hóa học

3 Tác giả:

Họ và tên: Phạm Thị Huyền Nam (nữ): Nữ Ngày tháng/năm sinh: …………

Trình độ chuyên môn: Cử nhân sư phạm Hóa học

Chức vụ, đơn vị công tác: GV trường ………

Điện thoại: ………

TÁC GIẢ

(ký, ghi rõ họ tên)

PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ

Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm nhưng với nhiều học sinh môn hóa học lại được coi như một môn khoa học lý thuyết nhàm chán bởi một số lý

do sau:

- Đối với môn hóa học có những lúc học sinh học các nội dung lý thuyết (tính chất vật lý, tính chất hóa học của một đơn chất hay hợp chất… mà đặc biệt là các thí nghiệm cụ thể) trong sách giáo khoa còn hiện tượng thí nghiệm thực tế xảy

ra như thế nào các em không nhìn thấy được

- Học sinh ghi nhớ một cách máy móc các phương trình hóa học, đặc biệt ghi nhớ bằng cách học thuộc lòng nên dễ chán và mau quên

- Trong hóa học một số khái niệm, định luật nhiều khi lại rất trừu tượng, khó hiểu, khô cứng làm cho học sinh khó tiếp thu và cảm thấy nhàm chán, nhất là đối với những học sinh có mức độ tư duy không tốt

Tuy nhiên, trong hóa học lại có rất nhiều nội dung có liên quan đến thực tiễn sản xuất, đời sống nếu người giáo viên có thể tích hợp những nội dung đó trong bài học sẽ góp phần làm cho bài học trở nên thiết thực, sinh động, hấp dẫn khiến học sinh có thêm yêu thích bộ môn, có thêm động lực tiếp thu bộ môn từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy và học hóa học ở phổ thông

Đặc biệt chương: “Oxi – Lưu huỳnh” – Hóa học 10, chương trình cơ bản có nhiều nội dung liên quan đến các vấn đề thực tiễn như: sự suy giảm tầng ozon, hiện tượng mưa axit… có thể lồng ghép những vấn đề này vào trong bài học để giảm độ khó hiểu cho bài học, giúp học sinh dễ tiếp thu, nâng cao hứng thú học tập cho học sinh

Từ các lý do trên tôi xây dựng sáng kiến: “Xây dựng và sử dụng bài tập liên quan đến vấn đề thực tiễn trong dạy học chương “Oxi - Lưu huỳnh”, Hóa học 10, chương trình cơ bản theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh”

Sáng kiến của tôi về mặt hình thức là không mới Cái mới ở đây là hầu hết các bài tập liên quan đến thực tiễn được đặt trong các tình huống (bài tập tình huống)

Đó là những bài tập mà phần giả thiết của bài tập là một bối cảnh hay một tình huống nào đó thực tiễn đòi hỏi người học phải nhận thức và giải quyết Tình huống xuất phát từ thực tiễn nên có tác dụng kích thích hứng thú học tập; khả năng tìm tòi, sáng tạo của học sinh Học sinh giải quyết bài tập tình huống cũng là giải quyết vấn đề do đó việc sử dụng bài tập tình huống sẽ có tác dụng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

Trong dạy học hóa học, tình huống đưa ra trong các bài tập có thể là một vấn đề trong học tập thực hành, nghiên cứu hóa học; cũng có thể là một hiện tượng trong

tự nhiên về thời tiết, môi trường, trong đó bản chất của vấn đề được đề cập được giải thích bằng kiến thức hóa học (tất nhiên có thể tích hợp với các kiến thức các môn học khác)

Mặc dù đã có sự đầu tư cho sáng kiến song vì điều kiện thời gian còn hạn chế, kinh nghiệm giảng dạy còn non trẻ nên các bài tập tình huống vẫn còn nhiều hạn chế rất mong được các Thầy, Cô, bạn bè đồng nghiệp góp ý kiến để sáng kiến được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

I MỘT SỐ NGUYÊN TẮC KHI XÂY DỰNG BÀI TẬP TÌNH HUỐNG LIÊN QUAN ĐẾN VẤN ĐỀ THỰC TIỄN

Khi xây dựng bài tập liên quan đến vấn đề thực tiễn cần đảm bảo các nguyên tắc sau:

(1) Nội dung bài tập phải chính xác, khoa học, hiện đại

Trong một số bài tập, bên cạnh nội dung hóa học còn có những nội dung xuất phát từ đời sống, sản xuất Những dữ liệu đó cần phải đưa vào một cách chính xác, không được thay đổi tùy tiện, phi thực tế

Các thông tin đưa ra trong bài tập cần đảm bảo tính cập nhật, hiện đại Ví dụ trong một số bài tập về sản xuất hóa học thì nên đưa vào các dây chuyền công nghệ đang được sử dụng ở Việt Nam hoặc trên thế giới, không nên đưa các công nghệ

đã quá cũ và lạc hậu hiện nay không dùng hoặc ít dùng

(2) Tình huống trong bài tập phải gắn với kinh nghiệm và có kiến thức sát nội dung học tập của học sinh

Tình huống thực tiễn có liên quan đến hóa học thì rất nhiều và rộng Nếu giáo viên không chọn những vấn đề gần gũi với kinh nghiệm, sát nội dung học tập của học sinh có thể khiến học sinh lâm vào tình trạng khó khăn khi giải bài tập, làm giảm hứng thú, động lực giải bài tập của học sinh, không đảm bảo mục tiêu và tính trọng tâm của bài học

(3) Tình huống phải đảm bảo tính sư phạm

Các tình huống thực tiễn thường phức tạp hơn nhiều so với chương trình kiến thức hóa học phổ thông nên khi xây dựng bài tập thực tiễn cho học sinh cần phải

có bước xử lý sư phạm để làm đơn giản hóa tình huống (tuy nhiên không được thay đổi làm hiểu sai hiện tượng thực tế đó) Các yêu cầu giải bài tập cũng phải phù hợp với trình độ và khả năng của học sinh

(4) Mức độ phức tạp phải phù hợp với đối tượng học sinh

Học sinh chỉ tích cực tham gia hoạt động học tập khi các yêu cầu học tập đặt ra phải phù hợp với khả năng của học sinh Do đó các bài tập hóa học đặt ra phải phù hợp với khả năng nhận thức, vốn kiến thức của đa số các học sinh Tuy nhiên cũng cần có những bài tập mang tính chất phân hóa cá nhân

II CÁCH XÂY DỰNG BÀI TẬP TÌNH HUỐNG LIÊN QUAN ĐẾN VẤN

ĐỀ THỰC TIỄN

Để xây dựng bài tập tình huống liên quan đến vấn đề thực tiễn trong hóa học theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh có thể thực hiện

4 bước sau:

Bước 1: Xác định mục tiêu bài học, nội dung kiến thức xây dựng bài tập, cân nhắc yếu tố khách quan.

Để thực hiện điều này, giáo viên cần bám sát chuẩn kiến thức kỹ năng, đặc biệt lưu ý các vấn đề trọng tâm

Bước 2: Tìm tình huống thực tiễn Xác định kiến thức đó thuộc các vấn đề

thường gặp trong học tập, thực hành, nghiên cứu hóa học hay có trong các hiện tượng thực tiễn nào Tìm kiếm các tài liệu về các hiện tượng thực tiễn có liên quan đến kiến thức xây dựng bài tập vừa xác định ở trên

Bước 3: Viết nội dung bài tập tình huống.

Từ các tài liệu tìm kiếm được, chọn lọc các thông tin trong đó làm giả thiết của bài tập, lưu ý đảm bảo tính khoa học chính xác, tính sư phạm, tính thực tiễn Xây dựng yêu cầu (câu hỏi) theo mục tiêu và mức độ nhận thức đặt ra

Bước 4: Giải bài tập tình huống vừa xây dựng, phân tích đánh giá để chỉnh sửa

nếu có

Một số ví dụ:

Ví dụ 1: Khi dạy học “Bài 33: Axit sunfuric và muối sunfat”, cần củng cố kiến

thức về kĩ năng pha loãng axit sunfuric đặc ở mức độ hiểu Đây là một việc làm phải thực hiện trong phòng thí nghiệm, do đó có thể tạo ra một tình huống trong thực hành nghiên cứu hóa học như sau:

Một bạn học sinh muốn làm thí nghiệm chứng minh tính axit mạnh của H2SO4

loãng Tuy nhiên trong phòng thí nghiệm chỉ có axit sunfuric đặc có nồng độ 98% nên bạn đó phải tiến hành pha loãng H2SO4 đặc Hãy mô tả bằng lời và bằng hình

vẽ cách pha loãng axit H2SO4 đặc mà bạn học sinh đó phải tiến hành để đảm bảo an toàn Giải thích cách làm đó

Hay muốn củng cố tính háo nước của axit sunfuric ở mức vận dụng có thể tạo

ra tình huống trong thực hành như sau:

Ví dụ 2: Trong giờ thực hành, khi tiến hành làm thí nghiệm cho axit H2SO4 đặc tác dụng với kim loại đồng, do không chuẩn bị bài một bạn học sinh vừa lấy hóa chất vừa mở sách xem cách tiến hành thí nghiệm nên đã làm rớt 1 giọt axit xuống sách Bạn ấy nhận thấy vị trí sách bị axit rơi vào trở nên đen dần và bị thủng, có khói trắng bay lên Em hãy giúp bạn đó giải thích hiện tượng hóa học trên? Và rút

ra chú ý gì khi phải làm thí nghiệm với axit sunfuric đặc?

III MỘT SỐ BÀI TẬP LIÊN QUAN ĐẾN THỰC TIỄN

Bài 1: Oxi là chất khí không màu, không mùi, không vị nhưng có vai trò quyết định đối với sự sống Trung bình mỗi người cần từ 20 – 30 m3 không khí để thở mỗi ngày Như vậy nhu cầu về oxi đối với sự sống là rất lớn vậy lượng khí oxi trong không khí có bị cạn kiệt dần theo thời gian không? Vì sao? Em hãy đề xuất một số biện pháp nhằm duy trì nguồn cung cấp oxi trong không khí?

Lời giải:

Lượng khí oxi trong không khí hầu như không đổi vì oxi trong không khí là sản phẩm của quá trình quang hợp Cây xanh chính là nhà máy sản xuất cacbonhidrat và oxi từ cacbon dioxit và nước dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời:

ánh sáng

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Nhờ sự quang hợp của cây xanh mà lượng khí oxi trong không khí hầu như không đổi do đó để duy trì nguồn cung cấp oxi trong không khí chúng ta cần tích cực trồng, chăm sóc cây xanh, tuyên truyền giáo dục ý thức cho mọi người…

Nhận xét

Bài tập trên dùng để củng cố kiến thức về tính chất vật lý của oxi ở mức độ biết và ứng dụng của oxi ở mức độ vận dụng bậc cao Bài tập này có thể sử dụng trong khi nghiên cứu bài học hoặc dùng trong các tiết luyện tập Bài tập không đòi hỏi HS phải nhớ kiến thức một cách máy móc tính chất vật lý hay ứng dụng của oxi mà cần ở HS cách vận dụng tổng hợp các kiến thức trong đó có cả vận dụng kiến thức liên môn… để giải quyết tình huống, qua đó tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường, một trong những vấn đề nóng bỏng hiện nay

Bài 2: Tầng ozon rất quan trọng đối với sự sống trên Trái đất vì nó hấp thụ phần lớn tia cực tím của bức xạ mặt trời, không cho các tia này đến được Trái đất Nếu tầng ozon bị suy giảm, bức xạ UV sẽ đến Trái đất nhiều hơn và làm tăng bệnh ung thư da, đục thủy tinh thể ở mắt, làm giảm sản lượng lương thực, ảnh hưởng đến hệ sinh thái biển…Tháng 10 năm 1985, các nhà khoa học Anh đã phát hiện thấy tầng ozon trên Nam Cực xuất hiện một “lỗ thủng” rất lớn, bằng diện tích nước

Mỹ Năm 1987, các nhà khoa học Đức lại phát hiện tầng ozon ở Bắc Cực có hiện tượng mỏng dần, có nghĩa là chẳng bao lâu nữa tầng ozon ở Bắc Cực cũng sẽ bị thủng Tin này nhanh chóng truyền khắp thế giới và làm chấn động dư luận

Nguyên nhân nào dẫn đến suy giảm tầng ozon? Em hãy đề xuất một số biện pháp bảo về tầng ozon

Hình ảnh độ dày trung bình tầng ozon qua các năm Lời giải:

Một trong những nguyên nhân quan trọng gây suy giảm tầng ozon là do hợp chất CFC trong công nghiệp làm lạnh, ngoài ra còn do các hóa chất, khí thải công nghiệp gây nên…

Một số biện pháp bảo vệ tầng ozon:

- Sớm ngừng sản xuất và sử dụng các loại hóa chất thuộc dạng Freon

- Khuyến khích sử dụng các nguồn năng lượng sạch:năng lượng gió,năng lượng thủy triều,năng lượng mặt trời… hạn chế sử dụng năng lượng hạt nhân

- Xử lí cục bộ gây ô nhiễm trong từng khu công nghiệp,từng nhà máy,từng công đoạn sản xuất riêng biệt

- Tuyên truyền giáo dục bảo vệ môi trường

Nhận xét:

Bài tập trên dùng để củng cố kiến thức về ứng vai trò của tần ozon ở mức độ biết và giáo dục HS ý thức bảo vệ môi trường (bảo vệ tầng ozon) Bài tập này có thể sử dụng trong khi nghiên cứu bài học hoặc dùng trong các tiết luyện tập Bài tập không đòi hỏi HS phải nhớ kiến thức một cách máy móc mà cần ở HS cách vận dụng tổng hợp các kiến thức để giải quyết tình huống, qua đó tích hợp giáo dục HS chung tay bảo vệ tầng ozon, một trong những vấn đề nóng bỏng hiện nay

Bài 3: Trong các nhà máy sản xuất bia, rượu, nước ngọt… nước là một nguyên liệu quan trọng, chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm Nước được khử trùng bằng clo thường có mùi khó chịu do lượng nhỏ clo dư gây nên Do vậy mà các nhà máy đó đã sử dụng phương pháp khử trùng nước bằng ozon để nước không có mùi vị lạ Từ năm 1906 tại Nice – Pháp đã xây dựng nhà máy sản xuất nước đầu tiên sử dụng ozon Tại thành phố Los Angeles, bang California Mỹ có nhà máy xử lý nước uống lớn nhất thế giới, tất cả các loại nước uống đóng chai đều được khử trùng, làm sạch bằng ozon Ozon được bơm vào trong nước với hàm lượng từ 0,5 - 5 g/m3 Lượng dư được duy trì trong nước khoảng 5 – 10 phút để diệt các vi khuẩn cỡ lớn (như vi khuẩn Kock gây bệnh lao, amip )

a Vì sao ozon lại có tính sát trùng?

b Hãy nêu phương pháp nhận biết lượng ozon dư trong nước

c Tính khối lượng ozon cần dùng để khử trùng nước đủ sản xuất được 100 lít rượu vang Biết rằng để sản xuất được 1 lít rượu vang cần dùng hết 5 lít nước

Lời giải:

a Vì ozon có tính oxi hóa mạnh nên có tính sát trùng

b Để nhận biết lượng ozon dư trong nước ta có thể nhúng giấy có nhỏ dung dịch KI và tẩm hồ tinh bột vào nước, nếu giấy xuất hiện màu xanh đặc trưng thì chứng tỏ có ozon dư

c Lượng nước cần dùng để sản xuất 400 lít rượu vang là:

100 * 5 = 500 lít = 0,5m3

Vì ozon được bơm vào trong nước để khử trùng với hàm lượng từ 0,5 - 5 g/

m3 nên trong 0,5m3 ta có khối lượng ozon cần dùng là: 0,25 – 2,5 g

Nhận xét:

Bài tập trên củng cố kiến thức về ứng dụng của ozon và tính chất hóa học của ozon

ở mức độ vận dụng cao Bài tập có thể sử dụng trong nghiên cứu bài mới, trong các tiết luyện tập, hoặc trong kiểm tra đánh giá

Bài 4: Thủy ngân là một kim loại nặng rất độc Người bị nhiễm độc thủy ngân

bị run chân tay, rung mí mắt, mất ngủ, giảm trí nhớ, rối loạn thần kinh thậm trí

có thể bị tử vong khi bị nhiễm thủy ngân với nồng độ lớn (lớn hơn 100micro gam/

m3) Thủy ngân độc hơn khi ở thể hơi vì dễ dàng hấp thụ vào cơ thể qua nhiều con đường như đường hô hấp, đường tiêu hóa, qua da…

a Tại sao khi đánh rơi nhiệt kế thủy ngân, không được dùng chổi quét mà lại rắc bột S lên chỗ có Hg?

b Trong tủ thuốc mỗi gia đình thường có nhiệt kế, tuy nhiên bột S ở gia đình thường không có Hãy trình bày cách xử lý nhiệt kế vỡ tại nhà một cách an toàn khi không có bột S

Hình ảnh bột lưu huỳnh

Lời giải:

a Thủy ngân độc, dễ bay hơi Ở nhiệt độ thường phản ứng ngay với S thành HgS (rắn, không bay hơi) do đó quá trình thu gom Hg cũng đơn giản hơn

Hg + S → HgS

b Xử lý nhiệt kế vỡ tại nhà khi không có sẵn bột S, ta tiến hành như sau:

- Cấp tốc đưa trẻ nhỏ và súc vật ra khỏi vùng bị ảnh hưởng

- Hãy đóng kín cửa, không để gió lùa (để hạn chế tốc độ bay hơi của Hg) Tại nơi thủy ngân rơi ra, cần dùng đèn chiếu sáng từ phía bên lại (để hạt Hg hiện ra rõ,

dễ thu dọn) Chú ý đeo găng tay khi dọn và không để cho giọt thủy ngân tiếp xúc với da tay

- Tuyệt đối không được dùng máy hút bụi để thu dọn! Ta thu gom các hạt thủy ngân bằng chổi lông mềm và dùng giấy mềm hót như xẻng Thủy ngân được thu gom cũng phải cho vào hộp đậy nắp kín

- Sau từ 1-2 tiếng có thể bắt tay vào lau dọn nền nhà

- Sau khi đã thu dọn, mở cửa thoáng trong vòng vài giờ liền

Nhận xét:

Nhiệt kế thủy ngân hầu hết các tủ thuốc gia đình hiện nay đều có nhưng không phải ai cũng biết cách xử lý nhiệt kế khi không may bị vỡ một cách an toàn Thông qua bài tập này HS có thể giải quyết được tình huống đó một cách hiệu quả, và có hứng thú hơn với môn Hóa khi các tình huống trong bài tập sát với đời sống HS

Bài 5: Hỗn hợp gồm 12%S, 13%C, 75%KNO3 gọi là thuốc súng đen có thể dùng để làm thuốc pháo

a Viết phương trình hóa học xảy ra khi đốt pháo

b Có ý kiến cho rằng: “Đốt pháo gây nguy hiểm cho con người và gây ô nhiễm môi trường” Em có đồng ý với ý kiến đó không? Tại sao?